DE3249578C2 - - Google Patents

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DE3249578C2
DE3249578C2 DE3249578A DE3249578A DE3249578C2 DE 3249578 C2 DE3249578 C2 DE 3249578C2 DE 3249578 A DE3249578 A DE 3249578A DE 3249578 A DE3249578 A DE 3249578A DE 3249578 C2 DE3249578 C2 DE 3249578C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Transcodierung eines ersten Signals, das aus Abtastwerten einer ersten Folgefrequenz besteht, in ein zweites Signal, das aus Abtastwerten einer zweiten Folgefrequenz besteht, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine Anordnung dieser Gattung ist aus der britischen Patentschrift 14 55 822 bekannt. Ein mögliches, jedoch nicht ausschließliches Anwendungsgebiet der Erfindung ist ein digitales Fernsehsystem, das mit den gebräuchlichsten Fernsehnormen der Welt kompatibel ist.The invention relates to an arrangement for transcoding a first signal, which consists of samples of a first Repetition frequency consists of a second signal consisting of samples there is a second repetition frequency, according to Preamble of claim 1. An arrangement of this Genus is from British Patent 14 55 822 known. A possible but not exclusive area of application the invention is a digital television system, the one with the most common television standards of the World is compatible.

Es gibt Untersuchungen und Vorschläge hinsichtlich der erwünschten Eigenschaften eines Weltstandards für kompatibles digitales Fernsehen. Verschiedentlich wurde vorgeschlagen, daß während der Gesamtdauer einer Horizontalzeile die gleiche Anzahl von Abtastungen sowohl beim 525- Zeilen-60-Hz-System (NTSC) als auch beim 625-Zeilen-50- Hz-System (PAL/SECAM) herrschen sollte oder möglicherweise die gleiche Zahl von Abtastungen während des aktiven Teils einer jeden Zeile. Für einen solchen Weltstandard ist auch zu bedenken, daß die Abtastfrequenz für Systeme mit begrenzter Bandbreite geeignet sein muß und dennoch angemessene Auflösung vorhanden ist, und ob der Standard ein zusammengesetztes Helligkeits-Farbsystem sein soll, was den Komponentensystemen wie RGB oder YIQ entgegensteht. There are studies and suggestions regarding the desired properties of a world standard for compatible digital television. Various proposals have been made that during the entire duration of a horizontal line the same number of samples on both the 525- Line 60 Hz system (NTSC) as well as with the 625 line 50 Hz system (PAL / SECAM) should prevail or possibly the same number of samples during the active part of each line. For such a world standard too to consider that the sampling frequency for systems with limited Bandwidth must be suitable and still adequate Resolution exists, and whether the standard is a composite Brightness color system is supposed to be what the component systems as opposed to RGB or YIQ.  

Es ist auch anzustreben, einen digitalen Fernsehstandard zu haben, der hierarchisch ist. Ein hierarchisches System ist ein solches, bei dem verschiedene Grade oder Ebenen von Details oder Service einfach übertragen werden können, z. B. durch Filtern oder Weglassen von Abtastpunkten. Somit kann ein digitales System die Erzeugung von Signalen mit sehr hoher Abtastrate ermöglichen, was eine Auflösung ergibt, die für kinoartigen Einsatz geeignet ist. Eine derartige Auflösung könnten 2000 Linien pro Raster in vertikaler Richtung und 2000 Fernsehzeilen horizontal sein. Fernsehstudios könnten aus Schnittgründen wünschen, eine Auflösung zu verwenden, die höher als die Standard-Fernsehauflösung ist, könnten jedoch den Wunsch haben, Einrichtungen zu verwenden, die weniger kosten als diejenigen, die mit Datengeschwindigkeiten arbeiten, welche einem 2000-Linienraster entsprechen. Somit könnte ein Fernsehstudio Einrichtungen verwenden, die die zweite Ebene der Hierarchie verwenden, die eine 1000-Linien-Auflösung ist. Wenn eine ursprünglich mit einer 2000-Linien-Auflösung hergestellte Bandaufzeichnung in einem Fernsehstudio zur Verfügung steht, wird durch Filtern und Weglassen jedes zweiten Abtastpunktes in jeder Zeile die Auflösung auf die 1000-Linien-Ebene herabgesetzt. Die nächste Ebene in der Hierarchie kann die 500-Linien-Auflösung sein, die in einer Fernseh-Sendeanstalt verwendet werden kann, um analoge Videosignale für das Ausstrahlen der Sendung zu erzeugen. Ein von einem Fernsehstudio herausgegebenes Band könnte von der Fernseh-Sendeanstalt in einer Einrichtung verwendet werden, die mit einer 500- Linien-Auflösung arbeitet, wobei jedes zweite Abtastsignal weggelassen wird. Ein Fernsehsender könnte auch ein Band mit 2000-Linien-Auflösung verwenden, indem jeweils drei von vier aufeinanderfolgenden Abtastsignalen fallengelassen werden. Die nächste Stufe in der Hierarchie könnte bei elektronischen Nachrichtenkameras mit einer 250-Linien-Auflösung eingesetzt werden, während die wiederum nächstniedrigere Stufe der Auflösung für Überwachungszwecke Anwendung finden kann.A digital television standard should also be sought to have that is hierarchical. A hierarchical system is one at different degrees or levels of details or service can be easily transferred can, e.g. B. by filtering or omitting sampling points. Thus, a digital system can generate signals enable with very high sampling rate what a resolution results, which is suitable for cinema-like use. Such a resolution could be 2000 lines per grid in vertical direction and 2000 TV lines are horizontal. For editing reasons, television studios might want one Use resolution higher than the standard TV resolution is, however, may wish to establish facilities to use that cost less than those that work with data speeds that a 2000-line grid correspond. Thus, a television studio could have facilities use that the second level of the hierarchy use that is a 1000-line resolution. When a originally produced with a 2000 line resolution Tape recording is available in a television studio is done by filtering and omitting every other sample point the resolution in each line is reduced to the 1000-line level. The next level in the hierarchy can be the 500-line resolution will be in a television broadcaster can be used to broadcast analog video signals to generate the shipment. One from a television studio edited volume could be from the television broadcaster be used in a facility with a 500- Line resolution works, taking every other scan signal is omitted. A television station could also be a band use with 2000-line resolution, using three of each four successive scan signals are dropped. The next level in the hierarchy could be electronic News cameras with a 250-line resolution  be used, while the next lower Use the resolution level for monitoring purposes can.

Es wird allgemein erwartet, daß in den Vereinigten Staaten und in anderen Ländern, die die NTSC-Standards verwenden, diese Einrichtung allgemein für die Verarbeitung von Fernsehsignalen in einer zusammengesetzten Form zur Verfügung steht. Es ist bei einer solchen Einrichtung äußerst vorteilhaft, wenn die Abtastfrequenz ein ganzes Vielfaches wie das Drei- oder Vierfache der Farbhilfsträgerfrequenz (3×SC, 4×SC) ist. Es scheint sich abzuzeichnen, daß der Weltstandard für digitales Fernsehen, wenn er schließlich angenommen oder eingeführt wird, nicht auf einer Abtastfrequenz beruht, die fest an einen Farbhilfsträger gekoppelt ist. Es ist jedoch sehr wünschenswert, wenn ein Hilfsträger gekoppeltes abgetastetes zusammengeetztes Videosignal leicht codiert werden kann, so daß es dann die Eigenschaften des Standards hat, wenn dieser Standard eingeführt wird. Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird dieses Transcodieren eine Interpolation der Werte der Abtastungen beim Weltstandard aus den Werten der nächstliegenden Abtastungen des zusammengesetzten NTSC-Fernsehens erfordern. Wenn die Taktfrequenz identisch wäre, würden natürlich auch die Abtastwerte identisch sein, so daß keine Interpolation notwendig würde. Exakte Interpolation ist komplex und umständlich und erfordert Multiplikationen und Additionen für jeden interpolierten Abtastvorgang. Multiplizierer speziell arbeiten aber langsam, und damit ein Arbeitsablauf mit hohen Video-Datengeschwindigkeiten erreicht werden kann, ist zu erwarten, daß solche Multiplizierer teuer sind. Es wäre äußerst wünschenswert, ein Weltfernsehstandard für digitales Fernsehen zu haben, das zwischen dem 625/50- und 525/60-Standard bezüglich seiner Abtastfrequenz kompatibel ist, das hierarchisch ist und daß außerdem ohne Einsatz von Multiplizierern leicht aus dem zusammengsetzten NTSC-Videosignal, das mit einem Vielfachen der Hilfsträgerfolge abgetastet ist, transcodiert werden kann.It is widely expected in the United States and in other countries that use the NTSC standards, this device generally for processing television signals available in a compound form stands. With such a device, it is extremely advantageous if the sampling frequency is a whole multiple like that Three or four times the color subcarrier frequency (3 × SC, 4 × SC). It seems that the world standard for digital television when he finally adopted it or is introduced, not on a sampling frequency is based, which is firmly coupled to a color subcarrier. It however, is very desirable if a subcarrier is coupled sampled composite video signal easily encoded can be, so that it then the properties of the Standards when this standard is introduced. With high Probably this transcoding becomes an interpolation the values of the samples at the world standard the values of the closest samples of the composite Require NTSC television. If the clock frequency is identical the sample values would of course be identical so that no interpolation would be necessary. Exact Interpolation is complex and cumbersome and requires multiplication and additions for each interpolated scan. Multipliers specifically work slowly, and thus a workflow with high video data speeds can be achieved, it can be expected that such multipliers are expensive. It would be extremely desirable a world television standard for digital television too between the 625/50 and 525/60 standards its sampling frequency is compatible, which is hierarchical  and that is also easy without the use of multipliers from the composite NTSC video signal with a Multiples of the subcarrier sequence is scanned, transcoded can be.

Die ursprüngliche NTSC-Standard-Horizontalzeilenfrequenz für Schwarz/Weiß-Fernsehen war 15 750 Hz. Mit der Einführung von Farbsystemen wurde die Zeilenfolge so geändert, daß sie mit der Tonträgerfrequenz von 4,5 MHz in Beziehung stand. Die genaue Horizontalzeilenfrequenz ist 1/286×4,5 MHz, was die CCIR auf 15 734,264±0,0003% Hz standardisiert hat. Neuerdings hat das FCC die Farbträgerfrequenz in MHz als 315/88 Quotient definiert, und die Zeilenfolge ist 2/455mal die Farbträgerfrequenz, was etwa 15 734,266 ergibt. Im 625/50-Standard beträgt die Horizontalzeilenfrequenz 15 625 Hz.The original NTSC standard horizontal line frequency for black and white television was 15 750 Hz. With the introduction color systems have changed the order of rows so that they are related to the sound carrier frequency of 4.5 MHz was standing. The exact horizontal line frequency is 1/286 × 4.5 MHz, which is the CCIR at 15 734.264 ± 0.0003% Hz standardized. The FCC has recently become the color carrier frequency defined in MHz as 315/88 quotient, and the line sequence is 2/455 times the color carrier frequency, which gives about 15,734,266. In the 625/50 standard is the horizontal line frequency 15 625 Hz.

Es ist bekannt, daß eine übliche Taktfrequenz von genau 13,5 MHz exakt 864 Abtastungen je Horizontalzeile im 625/50- System ergibt und daß im 525/60-System dadurch genau 858 Abtastwerte pro Zeile entstehen. Die Abtastfrequenz von 13,5 MHz (und andere Abtastfrequenzen, die damit durch Vielfache von 2,25 MHz in Verbindung stehen) ergeben ganzzahlige Abtastungen je Zeile in beiden Systemen.It is known that a common clock frequency of exactly 13.5 MHz exactly 864 samples per horizontal line in 625 / 50- System results and that in the 525/60 system exactly 858 Samples per line arise. The sampling frequency of 13.5 MHz (and other sampling frequencies, which are multiples of 2.25 MHz are connected) result in whole numbers Samples per line in both systems.

Die Dauer der Horizontalzeile ist im 625/50-System 64,00 µs und im 525/60-System etwa 63,56 µs. In den CCIR-Standards für das 625/50-System ist eine aktive Zeilendauer von etwa 52 µs vorgesehen, was einer Austast- oder Rücksprungdauer von 12 µs entspricht. Die Austastdauer beim derzeitigen NTSC-Farbstandard ist 10,9±0,2 µs, doch sind Vorschläge gemacht worden, diesen Standard zu ändern. Die Austastdauer im NTSC-Standard ist also nicht eindeutig definiert. Wenn man einmal annimmt, daß die aktive Zeilendauer im 525/60- System ebenfalls 52 µs ist, schafft eine 13,5-MHz-Abtastfrequenz 702 Abtastungen im aktiven Abschnitt einer jeden Zeile. Dies gibt jedoch für eine Erleichterung der Transcodierung nichts her. Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, für die Anzahl der Abtastungen eine Zahl wie z. B. 704 zu benutzen, die eine einfachere Transcodierung ermöglicht, weil sie den Faktor 2 viele Male enthält.The duration of the horizontal line in the 625/50 system is 64.00 µs and in the 525/60 system about 63.56 µs. In the CCIR standards for the 625/50 system, an active line duration is approximately 52 µs is provided, which means a blanking or return time of 12 µs corresponds. The blanking time at the current NTSC color standard is 10.9 ± 0.2 µs, but are suggestions been made to change this standard. The blanking time the NTSC standard is therefore not clearly defined. If it is assumed that the active line duration in the 525/60  System is also 52 µs, creates a 13.5 MHz sampling frequency 702 samples in the active section of a every line. However, this gives a relief Transcoding nothing. Therefore, it has already been proposed to use a number such as the number of samples. B. 704 to use which enables easier transcoding, because it contains the factor 2 many times.

Aus der eingangs genannten britischen Patentschrift 14 55 822 ist es bekannt, zur Transcodierung eines mit einer ersten Folgefrequenz abgetasteten ersten Signals in ein zweites Signal, das aus Abtastwerten einer zweiten Folgefrequenz besteht, Interpolationen zwischen den Abtastproben des ersten Signals durchzuführen, wobei für die Interpolation eines gegebenen Abtastwertes des zweiten Signals die Werte von benachbarten Abtastungen des ersten Signals unter ausgewählter Gewichtung, die der Position des interpolierten Abtastwertes relativ zu diesen Abtastungen entspricht, miteinander kombiniert werden. Im bekannten Fall ist das Verhältnis zwischen der ersten, eingangsseitigen Abtastfrequenz und der zweiten, ausgangsseitigen Abtastfrequenz so, daß sich die zeitliche Position der ausgangsseitigen Abtastwerte relativ zu den eingangsseitigen Abtastwerten über die gesamte Dauer einer jeden Zeile ändert. Wenn man also eine genaue Interpolation der Ausgangs-Abtastwerte aus den Eingangs-Abtastwerten erhalten will, braucht man eine sehr große Anzahl verschiedener Gewichtungskoeffizienten. Um hier eine Vereinfachung zu erzielen, wird in der genannten britischen Patentschrift ein Weg gewiesen, wie sich die hohe Anzahl der Gewichtungskoeffizienten auf eine Anzahl von 16 reduzieren läßt. Dieser Weg besteht darin, mit Näherungen der eigentlich viel höheren Anzahl notwendiger Gewichtskoeffizienten zu arbeiten. Das Ergebnis dieser Näherung soll angeblich "ohne bemerkenswerten Fehler" sein. From the British patent mentioned at the beginning 14 55 822 it is known to transcode a a first repetition frequency sampled first signal into a second signal, which consists of samples of a second Repetition rate exists, interpolations between the samples perform the first signal, for the interpolation of a given sample of the second Signals the values of neighboring samples of the first signal under selected weighting, which the Position of the interpolated sample relative to these Samples corresponds to be combined. in the known case is the relationship between the first, input-side sampling frequency and the second, output-side Sampling frequency so that the temporal position of the output-side samples relative to the input-side Samples over the entire duration of a every line changes. So if you have an accurate interpolation the output samples obtained from the input samples you need a very large number of different ones Weighting coefficients. To simplify here to achieve is in the aforementioned British patent showed a way how the high number of weighting coefficients can be reduced to a number of 16. This Way is with approximations of actually a lot higher number of necessary weight coefficients to work. The result of this approximation is said to be "without any remarkable Error ".  

Es mag vielleicht Fälle geben, in denen die näherungsbedingten Fehler toleriert werden können. Es gibt aber auch Fälle, in denen selbst solche Fehler unerwünscht sind und zu einem nicht mehr vertretbaren Verlust an Genauigkeit bei der Decodierung führen. So ist hochauflösendes Fernsehen mit der vorstehend beschriebenen bekannten Technik nicht zufriedenstellend realisierbar.There may be cases where the proximity Errors can be tolerated. There is also Cases in which even such errors are undesirable and to an unacceptable loss of accuracy result in decoding. This is high-definition television with the known technique described above cannot be implemented satisfactorily.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer Anordnung der im Obergebriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung den apparativen Aufwand der Transcodierung gering zu halten und dennoch höchste Genauigkeit zu erzielen.The object of the present invention is to an arrangement of the upper part of claim 1 described genus the equipment complexity of the transcoding to be kept low and still highest accuracy to achieve.

Die erfindungsgemäßen Merkmale zur Lösung dieser Aufgabe sind im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 aufgeführt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The features of the invention to solve this Task are in the characterizing part of claim 1 listed. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße Wahl des Verhältnisses zwischen der ersten und der zweiten Abtastfrequenz als Quotient zweier ganzer Zahlen ergeben sich aufeinanderfolgende gleichlange Blöcke, deren Enden durch praktisch gleichzeitiges Auftreten von Abtastwerten des ersten und des zweiten Signals definiert sind und in denen die Anzahl der einen Abtastwerte anders ist als die Anzahl der anderen Abtastwerte und innerhalb derer sich die Position der Abtastwerte des zweiten Signals zwischen den jeweils benachbarten Abtastwerten des ersten Signals fortschreitend von Abtastprobe zu Abtastprobe um Schritte verschiebt, die in jedem der aufeinanderfolgenden Blöcke jeweils die gleichen sind. Das heißt, die Gesamtanzahl der Gewichtungskoeffizienten reduziert sich auf die innerhalb eines Blocks notwendige Anzahl. Jeder dieser relativ wenigen Gewichtungskoeffizienten ist genau bestimmbar in dem Sinne, daß er die betreffende Interpolation ganz ohne jeglichen Fehler ermöglicht. Ferner führt die Tatsache, daß die eine der beiden Zahlen des das Frequenzverhältnis beschreibenden Quotienten eine mehrzahlige Potenz von 2 ist und die andere eine Summe dieser Potenz mit einer kleinen ganzen Zahl ist, zu Gewichtungskoeffizienten, die ausschließlich Vielfache des Kehrwertes der erwähnten Potenz von 2 sind. Dies ermöglicht eine weitere Verminderung des Schaltungsaufwandes, denn Multiplikationen mit Faktoren, die ihrerseits Produkte aus ganzen Zahlen und Kehrwerten von Zweierpotenzen sind, lassen sich in Digitalschaltungen besonders einfach durchführen.By the choice of the ratio between the first and the second sampling frequency as a quotient two integers result in succession blocks of equal length, the ends of which are practically simultaneous Occurrence of samples of the first and the second signal are defined and in which the number of one sample is different from the number of others Samples and within which the position of the samples of the second signal between the neighboring ones Samples of the first signal progressing from Shifts sample to sample by steps that in each of the successive blocks is the same are. That is, the total number of weighting coefficients is reduced to that required within a block Number. Each of these relatively few weighting coefficients is precisely determinable in the sense that he is the one in question Interpolation possible without any errors. Furthermore, the fact that one of the two Numbers of the quotient describing the frequency ratio is a multiple power of 2 and the other is a sum  this power with a small integer, to weighting coefficients, the only multiples of Reciprocal of the mentioned power of 2. this makes possible a further reduction in circuitry, because Multiplication by factors, which in turn products are whole numbers and reciprocal powers of two, are particularly easy to carry out in digital circuits.

Wenn man z. B. bei der erfindungsgemäßen Anordnung die erwähnte Zweierpotenz gleich 16 wählt, sind die Gewichtungskoeffizienten Vielfache von 1/16, welche die relativen Positionen der Ausgangs-Abtastwerte genau reflektieren. Im Gegensatz hierzu sind die gemäß dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik benutzten 16 Koeffizienten, wie bereits erwähnt, lediglich Näherungen für eine sehr große Anzahl verschiedener Koeffizienten, die man eigentlich alle benutzen müßte, wenn man eine mit der erfindungsgemäßen Anordnung vergleichbare Genauigkeit erzielen wollte.If you e.g. B. in the arrangement according to the invention The power of two is 16, the weighting coefficients Multiples of 1/16, which are the relative positions accurately reflect the output samples. in the Contrary to this are those according to that described above Prior art used 16 coefficients, such as already mentioned, only approximations for a very large one Number of different coefficients that you actually all would have to use if one with the arrangement according to the invention wanted to achieve comparable accuracy.

Aus der britischen Patentschrift 13 26 386 ist es an sich bekannt, zur interpolierenden Transcodierung "blockweise" mit jeweils wiederkehrenden Gewichtungskoeffizienten zu arbeiten. In diesem bekannten Fall werden jedoch nicht einzelne Abtastwerte, sondern ganze Zeilen eines Videosignals einer zweiten Zeilenfrequenz durch Interpolation zwischen benachbarten ganzen Zeilen eines Videosignals einer ersten Zeilenfrequenz gebildet. Die hierbei gewählten Gewichtungskoeffizienten sind ebenfalls nur Näherungen einer viel höheren Anzahl von Gewichtungskoeffizienten, die für eine genaue Interpolation eigentlich notwendig wären. Im einzelnen werden die durch Interpolation zu bildenden Zeilen in einer unregelmäßigen Weise künstlich in ihrer Position verlagert, um sich jeweils einem der benutzten Gewichtungskoeffizienten zuordnen zu lassen. Es erfolgt keine besondere Wahl des Verhältnisses der beiden Abtastfrequenzen, vielmehr wird zum Zwecke der Näherung einfach so getan, als hätten die Abtastfrequenzen ein ganzzahliges Verhältnis, wodurch sich die erwähnte Positionsverlagerung der interpolierten Zeilen ergibt.From British Patent Specification 13 26 386 it is in itself known for interpolating transcoding "block by block" with recurring weighting coefficients work. In this known case, however, are not individual Samples, but whole lines of a video signal a second line frequency by interpolation between adjacent whole lines of a video signal of a first Line frequency formed. The weighting coefficients chosen here are also only approximations of a lot higher number of weighting coefficients for a exact interpolation would actually be necessary. In detail are the lines to be formed by interpolation in an irregular manner artificially in their position shifted to one of the weighting coefficients used to be assigned. There is no special one Choice of the ratio of the two sampling frequencies, rather is simply pretended to have for the purpose of approximation  which makes the sampling frequencies an integer ratio the interpolated position shift mentioned Rows.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand einer Zeichnung erläutert. The invention is illustrated below using exemplary embodiments explained using a drawing.  

Die Zeichnung zeigt im einzelnenThe drawing shows in detail

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Fernsehsystems mit einem digitalen Abschnitt gemäß einem Aspekt der Erfindung, Fig. 1 is a block diagram of a television system having a digital section according to an aspect of the invention,

Fig. 2 Zeitsteuersignale, die für das Verständnis gewisser Gesichtspunkte der Anordnung der Fig. 1 nützlich sind, Fig. 2 timing signals for understanding certain aspects of the arrangement of FIG. 1 are useful,

Fig. 3 ein zum Verständnis der relativen Abtastzeitpunkte nützliches Zeitdiagramm bei der Transcodierung von zusammengesetzten NTSC-Farbfernsehsignalen in Signale gemäß den Standards der Anordnung nach Fig. 1, Fig. 3 is a useful for understanding the relative sampling time chart at the transcoding of composite NTSC color television signals into signals according to the standards of the arrangement according to Fig. 1,

Fig. 4 eine generalisierte Kurve, die das Verständnis für die Fehler erleichtert, die beim Transcodieren durch Interpolation von Werten des ursprünglichen Abtastsignals an den neuen Abtastpunkten auftreten,A generalized graph that facilitates understanding of the errors that occur Fig. 4 when transcoding by interpolation of values of the original sampling signal at the new sampling points,

Fig. 5 ein Funktions-Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung einschließlich Transcodierung, Fig. 5 is a functional block diagram of an embodiment of the invention, including transcoding,

Fig. 6 ein Zeitdiagramm, das das Verständnis für die relativen Abtastzeitpunkte fördert, wenn PAL-Signale in Signale gemäß den Standards der Anordnung aus Fig. 1 transcodiert werden, Fig. 6 is a timing diagram that promotes an understanding of the relative sampling times when the PAL signals are transcoded into signals according to the standards of the assembly of Fig. 1,

Fig. 7 eine Auflistung von Interpolations- Wichtungs-Faktoren für die PAL-Transcodierung, Fig. 7 is a listing of interpolation weighting factors for PAL transcoding,

Fig. 8, 9 und 10 verallgemeinerte Kurvenformen, die das Verständnis der beim Transcodieren durch Interpolation in einer allgemeinen Weise auftretenden Fehler erleichtern, Fig. 8, 9 and 10 generalized waveforms which assist in understanding the link transcoding by interpolation errors that occur in a general manner,

Fig. 11 das Blockschaltbild eines verallgemeinerten Interpolators ähnlich der Interpolation aus Fig. 5, Fig. 11 is a block diagram of a generalized interpolator similar to the interpolation of Fig. 5,

Fig. 12 ein mehr ins einzelne gehende Blockschaltbild eines verallgemeinerten Interpolators für eine verbesserte Interpolation der Signale bei der PAL-13,5-MHz-Transcodierung, Fig. 12 is a more detailed block diagram of a generalized continuous interpolator for improved interpolation of the signals in the PAL 13.5MHz transcoding

Fig. 13 das Blockdiagramm einer Digitalanordnung, mit der ein Eingangssignal x durch eine Zahl der Form 2 r geteilt und dieses Ergebnis mit einer sich laufend ändernden Variablen p multipliziert wird, Fig. 13 r dividing the block diagram of a digital device with which an input signal x by a number of mold 2, and this result is multiplied by p with a continuously changing variable,

Fig. 14 das Blockschaltbild eines verallgemeinerten Interpolators entsprechend einem Aspekt der Erfindung, Fig. 14 is a block diagram of a generalized interpolator according to an aspect of the invention,

Fig. 15 die Auflistung einer Umsetzung n nach n′ für eine bestimmte Transcodierung und Fig. 15 the listing of a conversion n to n ' for a specific transcoding and

Fig. 16 das Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Umsetzers von n nach n′. Fig. 16 shows the block diagram of another embodiment of a converter from n to n ' .

Fig. 1 stellt eine Anordnung gemäß der Erfindung dar. Von einer (nicht dargestellten) Signalquelle wie etwa einer Fernsehkamera kommen Analog-Signale Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zusammen mit Horizontal-Synchronisier-Signalen (H) an. Das H-Signal wird dem Vorbereitungseingang eines Zählers 150 zugeführt, während die Signale R, G und B über ihre besonderen Leitungen einem entsprechenden "Anti-Alias"-Vor- Filter 10 zugeleitet werden, in dem die Bandbreite begrenzt wird, um das Auftreten von Fehlern (aliases) im Ausgangssignal zu vermeiden. Die bandbreitenbegrenzten Signale R, G und B werden einem Analog/Digital-Wandler (ADC) 12 zugeführt, innerhalb dessen die gesonderten Signale R, G und B mit einer 13,5-MHz-Folge abgetastet und quantisiert werden, wozu von einem Taktgenerator 14 zur Steuerung ein Taktsignal zugeführt wird. ADC 12 kann an seinen Ausgangsklemmen die Signale R, G und B in Form vieler paralleler Kanäle für jedes Signal oder eines einzigen Serienkanals für jedes Signal abgeben. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden für jedes Signal 8 Parallelleitungen verwendet. Fig. 1 illustrates an arrangement according to the invention. From a signal source (not shown) such as a television camera, analog signals red (R), green (G) and blue (B) come along with horizontal synchronizing signals (H) at. The H signal is fed to the preparatory input of a counter 150 , while the R, G and B signals are fed through their particular lines to a corresponding "anti-alias" pre-filter 10 in which the bandwidth is limited to prevent the occurrence of Avoid errors (aliases) in the output signal. The bandwidth-limited signals R, G and B are fed to an analog / digital converter (ADC) 12 , within which the separate signals R, G and B are sampled and quantized with a 13.5 MHz sequence, for which purpose a clock generator 14 a clock signal is supplied for control. ADC 12 can output the signals R, G and B in the form of many parallel channels for each signal or a single serial channel for each signal at its output terminals. In the exemplary embodiment shown, 8 parallel lines are used for each signal.

Die Signale werden vom ADC 12 einem Gate 16 zugeführt, das durch ein Flipflop 18 vorbereitet werden kann, damit Abtastsignale passieren können, oder das den Durchgang von Abtastsignalen für die anschließende digitale Signalverarbeitung- die als Block 20 dargestellt ist, verhindern kann. Die Digitalsignalverarbeitung 20 ist nicht Teil der Erfindung, sollte aber zweckmäßigerweise in digitaler Art und Weise arbeiten. Diese digitale Signalverarbeitung könnte eine Bandaufzeichnung, einem Bandschnitt, eine Farbsteuerung oder -mischung oder sonstige spezielle Aufgaben durchführen. Die digitale Signalverarbeitungseinrichtung könnte auch einfach ein Übertragungskanal sein, über den die Digitalsignale einem entfernten Ort zugeleitet werden. Nach der Digitalsignalverarbeitung müssen die Signale nicht weiter in digitaler Form vorliegen, weshalb sie einem Digital/Analog-Wandler (DAC) 22 zugeleitet werden, wo quasi-analoge Abtastsignale erzeugt werden. Die dadurch hervorgebrachten Quasi-Analog-Signale werden einem Ausgleichsfilter 24 eingegeben, das filtert oder glättet, um ein geeignetes Analog- Video-Signal zu erzeugen.The signals are fed from the ADC 12 to a gate 16 which can be prepared by a flip-flop 18 so that scan signals can pass through or which can prevent the passage of scan signals for subsequent digital signal processing - shown as block 20 . The digital signal processing 20 is not part of the invention, but should expediently work in a digital manner. This digital signal processing could perform tape recording, tape cutting, color control or mixing, or other special tasks. The digital signal processing device could also simply be a transmission channel via which the digital signals are fed to a remote location. After digital signal processing, the signals no longer need to be in digital form, which is why they are fed to a digital / analog converter (DAC) 22 , where quasi-analog scanning signals are generated. The resulting quasi-analog signals are input to a compensation filter 24 which filters or smoothes to produce a suitable analog video signal.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird Gate 16 vorbereitet, um den aktiven Leitungsweg festzulegen, und so gesteuert, daß genau 704 Abtastsignale während jeder Leitungswegaktivierung durch die Digitalsignalverarbeitung 20 hindurchgehen. Die dafür erforderliche Zeitsteuerung wird vom Flipflop 18, einem Zähler 150 und einem Zähler 704 hergeleitet. H-Synchronisiersignale 204, die den Anfang einer jeden Horizontalzeile definieren, werden dem Vorbereitungseingang des Zählers 150 zugeführt, dessen zweiten Eingang die 13,5-MHz- Taktsignale vom Generator 14 eingegeben werden. Der Zähler 150 zählt 150 Takt- oder Abtastimpulse und gibt am Ende dieses Zeitintervalls einen Ausgangsimpuls ab, der dem Rücksetzeingang des Zählers 150, dem Vorbereitungseingang des Zählers 704 und dem Setzeingang des Flipflops 18 zugeleitet wird, wodurch der Q-Ausgang des FF 18 nach H geht und das Gate 16 vorbereitet, wodurch dieses mit dem Durchlaß der Abtastsignale beginnt. Zähler 704 beginnt synchron mit den das Gate 16 passierenden Abtastsignalen zu zählen, und wenn genau 704 Abtastsignale gezählt worden sind, gibt Zähler 704 ein Ausgangssignal ab, wodurch dieser Zähler rückgesetzt wird; das Ausgangssignal kommt außerdem auf den Rücksetzeingang des FF 18 und setzt dadurch den Q-Ausgang auf L, wodurch das Gate 16 gesperrt wird und keine weiteren Abtastsignale mehr durchgelassen werden, so daß dadurch das Ende eines Aktiv-Intervalls bestimmt ist. According to one aspect of the invention, gate 16 is prepared to define the active path and is controlled so that exactly 704 strobe signals pass through digital signal processor 20 during each path activation. The timing required for this is derived from the flip-flop 18 , a counter 150 and a counter 704 . H -synchronization signals 204 , which define the beginning of each horizontal line, are fed to the preparation input of the counter 150 , the second input of which is input by the generator 14 at the 13.5 MHz clock signals. The counter 150 counts 150 clock or sampling pulses and, at the end of this time interval, emits an output pulse which is fed to the reset input of the counter 150 , the preparation input of the counter 704 and the set input of the flip-flop 18 , as a result of which the Q output of the FF 18 goes to H goes and prepares the gate 16 , whereby this begins with the passage of the scanning signals. Counter 704 begins to count in synchronization with the strobe signals passing through gate 16 , and when exactly 704 strobe signals have been counted, counter 704 outputs an output signal, thereby resetting this counter; the output signal also comes to the reset input of the FF 18 and thereby sets the Q output to L, as a result of which the gate 16 is blocked and no further scanning signals are passed through, so that the end of an active interval is thereby determined.

Die Arbeitsweise der Zeitsteueranordnung der Fig. 1 und die Unterschiede zwischen 525/60- und 625/50-Arbeitsweise sind deutlicher aus der Fig. 2 zu ersehen. In Fig. 2a sind die Taktabtastsignale 202 ohne Zeitmaßstab dargestellt.The operation of the timing arrangement of FIG. 1 and the differences between the 525/60 and 625/50 operations can be seen more clearly from FIG. 2. In Fig. 2a the Taktabtastsignale 202 are shown without a time scale.

In Fig. 2b sind die Horizontalsynchronisierimpulse 204 gezeigt, die mit einer Nennfrequenz von 15 734,266 auftreten. Mit dem Zeitpunkt t 0, der dem Anfang der Horizontalzeile entspricht, zählt Zähler 150 bis zum Zeitpunkt t 150, wie in Fig. 2c gezeigt, der im Zeitpunkt t 150 einen Ausgangsimpuls abgibt, durch den der Durchlaß von Abtastwerten durch das Gate 16 beginnt und durch den der Zähler 704 vorbereitet wird, der bis zum Zeitpunkt t 854 zählt, wie in Fig. 2d dargestellt. Fig. 2e zeigt die verbleibende Zeit bis zum nächstfolgenden Horizontalsynchronisiersignal, das im Zeitpunkt t 858 einsetzt. Der zweite Teil des Austastintervalls, das durch die in Fig. 2e dargestellte Dauer bestimmt ist, nimmt 4 Abtastsignale ein. Fig. 2f zeigt, daß die Horizontalsynchronisiersignale mit einer Nominalfrequenz von 15 625 Hz auftreten. Die Dauer des Zählvorgangs des Zählers 150 ist in Fig. 2g, die Dauer des Zählvorgangs des Zählers 704 in Fig. 2h gezeigt, welch letztere wie im ersten Fall im Zeitpunkt t 854 beendet ist. Das Austastintervall ist jedoch nun länger und erstreckt sich vom Zeitpunkt t 854 bis zum Zeitpunkt t 864, wo das nächste Horizontalsynchronisiersignal auftritt und ein neuer Zyklus beginnt.In Fig. 2b, the horizontal sync 204 are shown, which occur at a nominal frequency of 734.266 15. At time t 0, which corresponds to the beginning of the horizontal line, counter 150 counts up to time t 150, as shown in FIG. 2c, which emits an output pulse at time t 150, through which the passage of samples through gate 16 begins by which the counter 704 is prepared, which counts up to the time t 854, as shown in FIG. 2d. Fig. 2e shows the time remaining until the next horizontal synchronizing signal, that at time t 858 are used. The second part of the blanking interval, which is determined by the duration shown in FIG. 2e, takes up 4 scanning signals. Fig. 2f shows that the horizontal synchronizing signals occur at a nominal frequency of 15,625 Hz. The duration of the counting process of the counter 150 is shown in FIG. 2g, the duration of the counting process of the counter 704 in FIG. 2h, which, as in the first case, ended at time t 854. However, the blanking interval is now longer and extends from time t 854 to time t 864, where the next horizontal synchronization signal occurs and a new cycle begins.

Da das aktive Intervall in dem beschriebenen System durch 704 Abtastsignale definiert ist, ist der Rest des Intervalls definitionsgemäß Austastung. Die 150 Zählvorgänge des Zählers 150 bestimmen im wesentlichen das gesamte Austastintervall, das auftreten würde, wenn das Eingangssignal in das System von einer 525/60-Quelle kommt. Für eine solche Quelle ist der Abschnitt des Austastintervalls, das durch den 150-Zähler bestimmt wird, größer als der Abschnitt des Austastintervalls, der nach dem Zeitpunkt t 854 auftritt, in welchem der Zähler 704 und das Flipflop 18 rückgesetzt werden, bis zum Zeitpunkt t 0 des nächstfolgenden Horizontalsynchronisierimpulses. Somit tritt der erste Abschnitt des Austastintervalls nach jedem H-Synchronisierimpuls auf und wird durch Zähler 150 bestimmt. Der zweite Teil des Austastintervalls beginnt im Anschluß an die aktive Zeile und dauert, bis der nächstfolgende H-Synchronisierimpuls auftritt. Somit ändert sich die Dauer des zweiten Abschnitts des Austastintervalls, der in jeder Zeile auftritt, abhängig von der Dauer einer Horizontalzeile, die vom Quellenstand bestimmt wird.Since the active interval in the system described is defined by 704 strobe signals, the rest of the interval is by definition blanking. The 150 counts of counter 150 essentially determine the total blanking interval that would occur if the input signal to the system came from a 525/60 source. For such a source, the portion of the blanking interval determined by the 150 counter is greater than the portion of the blanking interval that occurs after time t 854, in which counter 704 and flip-flop 18 are reset, until time t 0 of the next horizontal synchronization pulse. Thus, the first portion of the blanking interval occurs after each H sync pulse and is determined by counter 150 . The second part of the blanking interval begins after the active line and lasts until the next following H synchronization pulse occurs. Thus, the duration of the second portion of the blanking interval that occurs in each line changes depending on the duration of a horizontal line determined by the source status.

Die Bedeutung der Zahl 704 ergibt sich aus der Tatsache, daß 704 eine größere Zahl von Potenzen der Zahl 2 enthält (704=2⁶×11), so daß sie 6 Hierarchieebenen bestimmen kann. Außerdem ermöglicht die Zahl von 704 Abtastsignalen pro Zeile, daß genau das Austastintervall des 625/50-Systems erhalten wird und das erhaltene Austastintervall äußerst nah an den Grenzen des NTSC-Austastintervalls liegt.The meaning of the number 704 arises from the fact that 704 contains a larger number of powers of the number 2 (704 = 2⁶ × 11) so that they determine 6 hierarchy levels can. In addition, the number of 704 scanning signals enables per line that exactly the blanking interval of the 625/50 system is obtained and the blanking interval obtained extremely close to the limits of the NTSC blanking interval lies.

Die Anordnung der Fig. 1 stellt ein Digitalsignalverarbeitungssystem gemäß der Erfindung dar, bei dem die Synchronisierung der Quelle entweder dem 625/50- oder dem 525/60- Standard entsprechen kann und bei dem das Eingangssignal analog vorliegt. In vielen Fällen kann es jedoch wünschenswert sein, von einem anderen Digitalsystem in die in Verbindung mit der Anordnung der Fig. 1 beschriebenen Standards zu transcodieren. So wurde bereits erwähnt, daß es z. B. in den USA und möglicherweise auch in anderen Ländern wünschenswert ist, ein Digitalvideosystem zu haben, bei dem die Standard-Taktfrequenz auf einem Vielfachen der Hilfsträgerfrequenz basiert, etwa 4×SC. Es wird noch beschrieben, daß die Zahl 704 auch dafür vorteilhaft ist, da sie auf einfache Weise die Transcodierung zwischen einem derartigen zusammengesetzten NTSC-Digital-Standard und dem in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Weltstandard zuläßt.The arrangement of FIG. 1 represents a digital signal processing system according to the invention in which the synchronization of the source can correspond to either the 625/50 or the 525/60 standard and in which the input signal is present in analog form. In many cases, however, it may be desirable to transcode from another digital system to the standards described in connection with the arrangement of FIG. 1. So it has already been mentioned that z. For example, in the United States and possibly other countries, it is desirable to have a digital video system in which the standard clock frequency is based on a multiple of the subcarrier frequency, such as 4x SC. It will also be described that the number 704 is also advantageous because it allows the transcoding between such a composite NTSC digital standard and the world standard described in connection with FIG. 1 in a simple manner.

Bei einem zusammengesetzten NTSC-Fernsehsignal, das mit 4×SC abgetastet ist, erscheinen während jeder vollständigen Horizontalzeile 810 Abtastungen. Davon treten 754 Abtastungen während des aktiven Teils auf, die restlichen 156 während des Abtastintervalls. Um eine Transcodierung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung durchzuführen, werden 748 Abtastungen pro aktivem Abschnitt einer jeden Zeile benötigt. Die Zahl 748 ist gewählt, weil sie den Teiler 44 (748=17×44) mit der Zahl von Abtastungen im Weltstandard (704=16×44) gemeinsam hat. Das bedeutet, daß jede Horizontalzeile in den beiden Systemen in 44 Transcodierblöcke aufgeteilt werden kann, wobei ein Block in einem Fall 17 Abtastsignale, im anderen 16 enthält. Fig. 3 hilft, dieses Schema zu verdeutlichen. An der waagerechten Achse in Fig. 3 ist die Zeit aufgetragen. Die Länge der Zeile in Fig. 3b beträgt 16 Einheiten, wobei jede Markierung den Zeitpunkt einer Abtastung darstellt. Die 16 Abtastungen in einem Block der Fig. 3b entsprechen einem der 44 gleichen Blöcke, die während des aktiven Teils einer Horizontalzeile im Digitalweltstandard nacheinander auftreten. Der Block von Abtastungen in der Fig. 3a nimmt praktisch dieselbe Dauer in Anspruch wie der Block der Fig. 3b. Der Block von Abtastungen in der Fig. 3a enthält jedoch statt der 16 nun 17 Abtastungen. Dennoch versteht es sich, daß 44 Blöcke von Abtastungen, wie sie in der Fig. 3a gezeigt sind, innerhalb derselben Zeit der 44 Blöcke gemäß Fig. 3b auftreten. Durch Auswahl der Gesamtzahl der Abtastungen derart, daß sie in relativ kleine Blöcke unterteilt werden können, kann die Größe der Signalverarbeitung, die beim Transcodieren nötig ist, erheblich reduziert werden. For a composite NTSC television signal sampled at 4 × SC, 810 samples appear during each full horizontal line. Of these, 754 scans occur during the active part, the remaining 156 during the scan interval. To perform transcoding in accordance with another aspect of the invention, 748 samples per active section of each line are required. The number 748 is chosen because it has the divider 44 (748 = 17 × 44) in common with the number of samples in the world standard (704 = 16 × 44). This means that each horizontal line in the two systems can be divided into 44 transcoding blocks, one block containing 17 scanning signals in one case and 16 in the other. Fig. 3 helps to clarify this scheme. The time is plotted on the horizontal axis in FIG. 3. The length of the line in Fig. 3b is 16 units, each mark representing the time of a scan. The 16 samples in one block of FIG. 3b correspond to one of the 44 identical blocks that occur successively during the active part of a horizontal line in the digital world standard. The block of samples in FIG. 3a takes practically the same duration as the block of FIG. 3b. The block of samples in Fig. 3a, however, now contains 17 samples instead of the 16. Nevertheless, it will be appreciated that 44 blocks of samples as shown in Figure 3a occur within the same time of the 44 blocks of Figure 3b. By selecting the total number of samples so that they can be divided into relatively small blocks, the amount of signal processing required for transcoding can be significantly reduced.

Unter der Annahme, daß Digitalsignale zur Verfügung stehen, die mit einer Folge gemäß Fig. 3a auftreten, ist es verständlich, daß Interpolation erforderlich ist, um ein Signal gemäß dem Taktsystem der Fig. 3b zu erhalten. So liegt beispielsweise das siebte Abtastsignal in Fig. 3b praktisch in der Mitte zwischen dem siebten und dem achten Abtastsignal in Fig. 3a. Folglich kann der Wert des siebten Signals in 3b etwa gleich dem Mittelwert aus den Werten der Signale 7 und 8 der ankommenden Signale sein, die eine Taktfolge gemäß 3 a haben. Das zweite Signal (Abtastung Nr. Eins) in Fig. 3b liegt sehr nahe am zweiten Abtastsignal (Abtastung Nr. Eins) in Fig. 3a, so daß angenommen werden kann, daß sein Wert gleich dem Signalwert des Abtastsignals 1 in Fig. 3 plus 1/16 der Differenz zwischen den Werten der Abtastpunkte 1 und 2. Allgemein gesagt ist der Wert g n ′ des n-ten, linear interpolierten Ausgangsabtastsignals bestimmt durchAssuming that digital signals are available that occur with a sequence according to FIG. 3a, it is understandable that interpolation is required in order to obtain a signal according to the clock system of FIG. 3b. For example, the seventh scan signal in FIG. 3b is practically halfway between the seventh and eighth scan signals in FIG. 3a. Consequently, the value of the seventh signal may 3b in about equal to the average of the values of the signals 7 and 8 of the incoming signals be a clock sequence according to have 3 a. The second signal (sample number one) in Fig. 3b is very close to the second sample signal (sample number one) in Fig. 3a, so that it can be assumed that its value is equal to the signal value of the sample signal 1 in Fig. 3 plus 1/16 of the difference between the values of sampling points 1 and 2. Generally speaking, the value g n 'of the nth , linearly interpolated output sampling signal is determined by

wobei n die Werte von 0-16 annehmen kann und die Abtastsignalzahl der neu erzeugten Abtastsignale ist. Bei der erfindungsgemäßen Transcodierung wird die Tatsache genutzt, daß der Faktor 17/16 ein Verhältnis aus kleinen ganzen Zahlen und der Nenner des Verhältnisses eine Potenz von 2 ist.where n can take the values from 0-16 and is the number of scanning signals of the newly generated scanning signals. The fact that the factor 17/16 is a ratio of small integers and the denominator of the ratio is a power of 2 is used in the transcoding according to the invention.

Bei der Kurve f(t) der Fig. 4 sei angenommen, daß f n die Folge der Abtastsignalwerte mit einer Frequenz von 4×SC ist, was die Frequenz F₁ ist. Die geraden Linien, die aufeinanderfolgende Abtastsignalwerte miteinander verbinden, stellen eine lineare Annäherung an die analoge Kurvenform f(t) dar, und die mit g n ′ markierten Abtastsignalwerte bilden die interpolierten Werte bei einer Taktfrequenz von 13,5 MHz (F₂). Der Operationsvorgang gemäß Fig. 1 besteht aus zwei Additionen und einer Multiplikation. Einer der Faktoren in der Multiplikation ist der Bruch n/16, wobei n eine kleine ganze Zahl ist. Wenngleich die elektronische Multiplikation binärer Zahlen ein komplexer und zeitaufwendiger Vorgang ist, läßt sich das Teilen durch zwei sehr einfach durch Verschieben des Inhalts eines Schieberegisters um eine Stelle erreichen. Jede Binärzahl, z. B. 234₁₀=11101010₂ kann sehr einfach dadurch durch zwei geteilt werden, daß links der höchsten Stelle eine Null vorgesetzt und die niedrigste Stelle weggelassen wird. Als Ergebnis erhält man 01110101₂, was die Hälfte der vorherigen Zahl ist, wobei aus der anfänglich achtstelligen Binärzahl eine siebenstellige geworden ist. Die Multiplikation eines Abtastsignalwertes mit einem Faktor von beispielsweise 7/16 läßt sich durch 4maliges Teilen des anfänglichen Abtastsignalwertes S durch die Zahl 2 durchführen, wobei nacheinander 8/16 S, 4/16 S, 2/16 S und 1/16 S des Ausgangsabtastsignalwertes erhalten werden. Es wird dann das 7/16fache des Wertes dadurch erhalten, daß die zu 4/16 S, 2/16 S und 1/16 S erhaltenen Werte nacheinander addiert werden. So kann jede Zahl in digitaler Form mit dem Faktor n/16 durch vier aufeinanderfolgende Verschiebungen und bis zu drei nacheinander durchgeführte Additionen multipliziert werden. Diese Technik kann auf jeden Multiplikator n/2 r für jede ganze Zahl r verallgemeinert werden.In the curve f (t) of Fig. 4 it is assumed that f n is the sequence of the scanning signal values with a frequency of 4 × SC, which is the frequency F ₁. The straight lines connecting consecutive sample signal values represent a linear approximation to the analog waveform f (t) , and the sample signal values marked with g n ′ form the interpolated values at a clock frequency of 13.5 MHz (F ₂). The operation procedure shown in FIG. 1 comprises two additions and one multiplication. One of the factors in the multiplication is the fraction n / 16, where n is a small integer. Although electronic multiplication of binary numbers is a complex and time consuming process, dividing by two can be accomplished very simply by shifting the contents of a shift register by one place. Any binary number, e.g. B. 234₁₀ = 11101010₂ can be easily divided by two, that a zero is placed in front of the highest digit and the lowest digit is omitted. The result is 01110101₂, which is half of the previous number, the initial eight-digit binary number has become a seven-digit number. The multiplication of a sample signal value by a factor of, for example, 7/16 can be carried out by dividing the initial sample signal value S four times by the number 2, 8/16 S , 4/16 S , 2/16 S and 1/16 S of the output sample signal value in succession be preserved. Then 7/16 times the value is obtained by adding the values obtained for 4/16 S , 2/16 S and 1/16 S one after the other. Each number can be multiplied in digital form by the factor n / 16 by four successive shifts and up to three successive additions. This technique can be generalized to any multiplier n / 2 r for any integer r .

Die lineare Annäherung bei der vorher beschriebenen Technik kann im Interpolationsvorgang zu Fehlern führen. Der Fehler in Fig. 4 entspricht der Differenz zwischen dem Wert der Kurve f(t) im Zeitpunkt n des Abtastpunktes g n ′ und dem Punkt auf der Geraden 410 zwischen f n+1 und f n . Dieser Fehler kann klein sein, speziell wenn das interpolierte Ergebnis auf dieselbe Ebenenzahl wie die Eingangskurve quantisiert wird. Die Fehler werden besonders groß an Stellen maximaler Krümmung der Eingangskurve und liegen richtungsmäßig stets zur Innenseite der Krümmung hin. Solche Fehler treten nicht auf in Bereichen des Bildes mit konstantem Pegel oder in sich linear ändernden Bereichen, sondern nur in der Umgebung von Änderungen (abwärts oder aufwärts gekrümmt). Diese Interpolationsfehler treten nur in Zonen mit genauer Bestimmung oder an sprunghaften Übergängen auf. Die Fehler wirken sich so aus, daß die Krümmung herabgesetzt oder die Bildkanten sanfter gemacht werden.The linear approximation in the technique described above can lead to errors in the interpolation process. The error in Fig. 4 corresponds to the difference between the value of the curve f (t) at the time n of the sampling point g n 'and the point on the straight line 410 between f n +1 and f n . This error can be small, especially if the interpolated result is quantized to the same number of levels as the input curve. The errors become particularly large at points of maximum curvature of the input curve and are always in the direction of the inside of the curvature. Such errors do not occur in areas of the image with a constant level or in linearly changing areas, but only in the vicinity of changes (curved downwards or upwards). These interpolation errors only occur in zones with precise determination or at abrupt transitions. The errors have the effect that the curvature is reduced or the image edges are made softer.

Der Interpolationsfehler, der durch die Krümmungen in der analogen Annäherung f(t), von der die Ausgangsabtastimpulswerte f n genommen wurden, herrührt, kann erheblich durch Verwendung einer Information vermindert werden, die von mehreren der Umgebungspunkte entnommen wird, indem nämlich drei oder vier Abtastpunkte statt zwei zur Interpolation herangezogen werden. Dies geschieht so, daß die Verlängerungen 412 und 414 der Näherungsgeraden zwischen den beiden Abtastsignalpunkten f n-1 und f n und zwischen f n+1 und f n+2 genommen werden. Bezieht man ein, daß der Zeitpunkt des Auftretens n der neuen Abtastsignalwerte g n ′ mit der F₂- Taktfrequenz sehr nah am Zeitpunkt des Abtastwertes f n zu Beginn eines Blocks von Abtastwerten und sehr nah am Zeitpunkt des Abtastwertes f n+1 gegen Ende des Blockes von Abtastwerten sein kann, so wird deutlich, daß das Gewicht, das den Näherungen g n ′′ oder g n ′′′ bei der Bestimmung des tatsächlichen Wertes g n ′ des neuen Abtastwertes im Zeitpunkt n zu geben ist, von der Nähe des Zeitpunktes des Abtastwertes g n zum Abtastwert f n bzw. f n+1 abhängt. Aus den Fig. 3 und 4 sollte deutlich werden, daß jeder neue Abtastsignalwert g n innerhalb eines Blockes von Abtastwerten in einer Eins- zu-Eins-Beziehung zu einem vorhandenen Abtastsignalwert f n steht und folglich die Bezifferung der neuen Abtastwerte g n , wie in Fig. 4 gezeigt, der Bezifferung der alten oder Ausgangsabtastsignalwerte f n entspricht. The interpolation error resulting from the curvatures in the analog approximation f (t) from which the output sample values f n were taken can be significantly reduced by using information extracted from several of the surrounding points, namely three or four sample points instead of two are used for interpolation. This is done in such a way that the extensions 412 and 414 of the approximation line are taken between the two scanning signal points f n -1 and f n and between f n +1 and f n +2 . Includes that the time of occurrence n of the new sample signal values g n 'with the F ₂ clock frequency very close to the time of the sample f n at the beginning of a block of samples and very close to the time of the sample f n +1 towards the end of Block of samples can be, it is clear that the weight to be given to the approximations g n '' or g n '''when determining the actual value g n ' of the new sample at time n , from the vicinity of Time of the sample value g n depends on the sample value f n or f n +1 . From Figs. 3 and 4 should be clear that each new Abtastsignalwert g n within a block of samples in a one-to-one relationship to an existing Abtastsignalwert f n and, consequently, the numbering of the new samples g n, as shown in Fig. 4, the numbering of the old or Ausgangsabtastsignalwerte f n.

Der Wert von g n ′′ gleicht dem bekannten Wert des Ausgangsabtastsignalwertes f n plus einem kleinen Teil der Differenz zwischen den Abtastsignalwerten f n und f n-1, weil dieser kleine Zusatzwert gleich ist, ob er nun zwischen n-1 und n oder zwischen n und f n+1 liegt. Somit istThe value of g n '' equals the known value of the output sample signal value f n plus a small part of the difference between the sample signal values f n and f n -1 , because this small additional value is the same whether it is between n -1 and n or between n and f n +1 lies. So is

In gleicher Weise kann der Wert g n ′′′ auf der Verlängerung 414 dadurch bestimmt werden, daß zum bekannten Wert von f n+1 die Differenz der Abtastsignalwerte zwischen f n+1 und f n+2, multipliziert mit Eins minus dem zusätzlichen Teil, der zur Bestimmung von g n ′′ verwendet wurde, bestimmt werden, so daß man erhält:In the same way, the value g n ′ ′ ′ on the extension 414 can be determined in that the difference between the scanning signal values between f n +1 and f n +2 , multiplied by one minus the additional part, is added to the known value of f n +1 used to determine g n ′ ′ can be determined so that one obtains:

Es versteht sich, daß, wenn der neue Abtastsignalwert g n nahe am Zeitpunkt von f n liegt, der Wert g n ′′ mit etwas Gewichtung zu dem Wert, der für g n ′ bestimmt wurde, addiert werden kann, um eine Näherung herzustellen, und wenn g n nahe am Zeitpunkt für f n+1 liegt, dann kann der Wert von g n ′′′ addiert werden mit einer Gewichtung zum Wert von g n ′.It is understood that if the new sampling signal value g n is close to the time of f n , the value g n ′ ′ can be added with some weighting to the value that was determined for g n ′ in order to approximate it, and if g n is close to the time for f n +1 , then the value of g n ′ ′ ′ can be added with a weighting to the value of g n ′.

Eine gute Näherung für die neuen Abtastsignalwerte g n ist, wenn g n näher an f n liegt (wenn n=0, 1, 2, . . ., 7)A good approximation for the new sampling signal values g n is if g n is closer to f n (if n = 0, 1, 2,..., 7)

und wenn g n näher an f n+1 liegt (wenn n=9, 10, 11, . . ., 15)and if g n is closer to f n +1 (if n = 9, 10, 11,..., 15)

Für n=8 werden die Ergebnisse für g n aus den Gleichungen (4) und (5) gemittelt, um zu erhalten: For n = 8, the results for g n are averaged from equations (4) and (5) to obtain:

Es sei bemerkt, daß die Gleichungen (4), (5) und (6) Summen von Produkten sind, in denen die Produkte die Form K/16 g haben. Folglich können die quadratischen oder parabolischen Näherungen g n von der Funktion f(t) durch nacheinander durchgeführte Teilungsvorgänge durch Zwei und Summiervorgänge ausgeführt werden, wie des auch bei der linearen Interpolation der Fall war.It should be noted that equations (4), (5) and (6) are sums of products in which the products have the form K / 16 g . Consequently, the quadratic or parabolic approximations g n of the function f (t) can be carried out by successively dividing by two and summing processes, as was also the case with linear interpolation.

Wegen der konkaven Krümmung von f(t) unter einer geradlinigen Tangente an f(t) im Punkt f n ist der interpolierte Wert von g n zwischen g n ′ und g n ′′ nahe der Mitte des Intervalls zwischen n und n+1 eher etwas größer als der tatsächliche Wert von f(t), bevor die Abtastung zur Bildung der Werte f n vorgenommen wurde. Die mit der beschriebenen quadratischen Interpolationsmethode gemachten Fehler liegen in einer Richtung, die Veränderungen überhöht, wodurch Übergänge oder Kanten im Fernsehbild stärker hervortreten.Because of the concave curvature of f (t) below a straight line tangent to f (t) at point f n , the interpolated value of g n between g n ′ and g n ′ ′ is closer to the middle of the interval between n and n +1 slightly larger than the actual value of f (t) before sampling to form the values f n . The errors made with the quadratic interpolation method described lie in a direction that exaggerates changes, as a result of which transitions or edges appear more clearly in the television picture.

Fig. 5 stellt eine Anordnung für die Durchführung der quadratischen Interpolation gemäß obiger Beschreibung dar. Die Taktfrequenzen F₁ und F₂ werden von einem Taktgenerator 502 erzeugt und haben ein Verhältnis Fig. 5 shows an arrangement for performing the quadratic interpolation as described above. The clock frequencies F ₁ and F ₂ are generated by a clock generator 502 and have a ratio

was die gewünschte Möglichkeit ergibt, die Abtastsignalzeiten in jeder Zeile in Interpolationsblocks oder Gruppen mit zeitlich zusammenfallenden Abtastsignalen an jedem Ende zu unterteilen. Ein analoges Farbfernsehsignalgemisch f(t) wird einem Abtaster 504 zugeführt, der in wiederholter Folge das ankommende Analogsignal abtastet und die Abtastsignale während einer Dauer hält, die für einen A/D- Wandler 506 ausreicht, die Abtastsignale in M bit pro Abtastsignal zu quantisieren. Wie bekannt, können die M bit gleichzeitig auf parallelen Leitungen oder nacheinander auf einer einzigen Leitung auftreten. Jedes Abtastsignal von M bit stellt einen Abtastsignalwert f n dar. Die verschiedenen Abtastsignale f n (z. B. f n-1, f n , f n+1, f n+2) werden nacheinander in einem Register 508 gespeichert, wo sie zugänglich sind, so daß die verschiedenen g n ′, g n ′′, g n ′′′ und schließlich g n berechnet werden können.which gives the desired possibility of dividing the scan signal times in each line into interpolation blocks or groups with time-coincident scan signals at each end. An analog color television signal mixture f (t) is fed to a sampler 504 which repetitively samples the incoming analog signal and holds the sample signals for a period sufficient for an A / D converter 506 to quantize the sample signals in M bits per sample signal. As is known, the M bits can occur simultaneously on parallel lines or in succession on a single line. Each sampling signal of M bit represents a sampling signal value f n . The various sampling signals f n (e.g., f n -1 , f n , f n +1 , f n +2 ) are successively stored in a register 508 , where they are accessible so that the different g n ', g n '', g n ''' and finally g n can be calculated.

Die Synchronisation der verschiedenen Rechenvorgänge mit den Blocks von Abtastsignalen wird durch die Horizontalsynchronisiersignale erreicht, die aus dem analogen Eingangssignal f(t) von einer Trennschaltung 512 abgesondert werden. Die abgesonderten Synchronisiersignale enthalten das H-Synchronisiersignal, die Austastung, den rückgewonnenen Farbträger und dergleichen. Die Synchronisiersignale werden einem Synchronisierer zugeleitet, der durch einen Block 526 angedeutet ist und ein Signal, das mit dem Farbträger in Beziehung steht, an den Taktsignalgenerator 502 überträgt, um die Abtastfrequenz F₁ und 4×SC zu koppeln. Der Synchronisationsblock 526 erhält außerdem ein Signal, das den voll gezählten Zustand von N von einem r-Stufenzähler 510 anzeigt, um den Zähler rückzusetzen. Der Synchronisationsblock 526 verzögert überdies die Vorbereitung des Zählers 510 bis zum Beginn des aktiven Teils einer jeden Horizontalzeile. In der Anordnung der Fig. 5 ist angenommen worden, daß die Abtastfolgen so gewählt sind, wie sie an früherer Stelle in Verbindung mit dem Weltdigitalstandard für das Erleichtern des Transcodierens durch Interpolation von einer Abtastsignalfolge beschrieben wurden, die auf 4×SC bezogen ist, so daß die Zahl r in Gleichung (7) bekannt ist und z. B. einen Wert wie r=4 haben kann, was wiederkehrende Interpolationsblöcke in einer Länge von 16 neuen Abtastsignalen g n und 17 alten Abtastsignalen f n bedeutet. Zähler 510 erhält von dem Synchronisierer 526 Signale, die den Anfang der Blöcke angeben, und zählt fortlaufend F₁ Taktimpulse und erzeugt auf der Leitung 514 ein paralleles Datensignal, das den laufenden Wert von n darstellt, das im Beispiel im Bereich zwischen den Werten 0 und 15 liegen kann. Zähler 510 wird überdies wie erwähnt durch den Synchronisierer 526 nach jedem vollständigen Zyklus- Zählvorgang von n=N auf 0 rückgestellt. Der laufende Wert von n auf der Leitung 514 wird einer Nachschlagetabelle 516 eingegeben, die durch ein Signal auf der Leitung 514 adressiert wird. An jedem Speicherplatz ist Information gespeichert, welche Abtastsignale nahe f n für die Berechnung für den jeweiligen Wert von n benützt werden sollen. Diese Information wird einem Rechner 518 eingegeben, in dem g n ′, g n ′′ und g n ′′′ berechnet werden je nach Bestimmung durch die in der Tabelle 516 für die Werte von n gemäß den Gleichungen (1), (2) und (3) gespeicherten Befehle. Diese Berechnungen werden in der beschriebenen Weise durch aufeinanderfolgendes Teilen durch 2 der verschiedenen Werte f n und Summieren der Ergebnisse der verschiedenen Divisionen gemäß den gespeicherten Befehlen ausgeführt.The synchronization of the various arithmetic processes with the blocks of scanning signals is achieved by the horizontal synchronization signals, which are separated from the analog input signal f (t) by a separating circuit 512 . The separated synchronizing signals include the H- synchronizing signal, the blanking, the recovered color carrier and the like. The synchronizing signals are fed to a synchronizer, indicated by a block 526 , which transmits a signal related to the color carrier to the clock signal generator 502 to couple the sampling frequency F 1 and 4 × SC. Synchronization block 526 also receives a signal indicating the fully counted state of N from an r level counter 510 to reset the counter. The synchronization block 526 also delays the preparation of the counter 510 until the beginning of the active part of each horizontal line. In the arrangement of Fig. 5, it has been assumed that the scan sequences are selected as described earlier in connection with the world digital standard for facilitating transcoding by interpolation from a scan signal sequence related to 4 x SC, so that the number r in equation (7) is known and z. B. can have a value such as r = 4, which means recurring interpolation blocks with a length of 16 new scanning signals g n and 17 old scanning signals f n . Counter 510 receives from the synchronizer 526 signals indicating the beginning of the blocks and counts F 1 clock pulses continuously and generates on line 514 a parallel data signal representing the current value of n , which in the example ranges between the values 0 and 15 may lie. Counter 510 is also reset by synchronizer 526 from n = N to 0 after each full cycle count. The current value of n on line 514 is input to a lookup table 516 , which is addressed by a signal on line 514 . Information is stored in each memory location as to which scanning signals near f n are to be used for the calculation for the respective value of n . This information is input to a computer 518 , in which g n ′, g n ′ ′ and g n ′ ′ ′ are calculated depending on the determination by those in table 516 for the values of n according to equations (1), (2) and (3) stored commands. These calculations are performed in the manner described by successively dividing by 2 the different values f n and summing the results of the different divisions according to the stored instructions.

Fehler durch Abrunden können dadurch klein gehalten werden, daß bei der Durchführung der Verschiebungen für die Teilungen durch Zwei und die Additionen in den Schieberegistern diese (M+r) Stellen haben. Die Werte von g n ′, g n ′′ und g n ′′′, die in 518 berechnet worden sind, werden nacheinander in ein Speicherregister 520 eingegeben und sind dann für eine weitere Berechnungsschaltung 522 greifbar, wo der Wert von g n entsprechend Befehlen aus dem Register 516 für den jeweiligen Wert von n für die Ausführung der Gleichungen (4), (5) und (6) berechnet wird. Nach der Berechnung von g n werden die untersten Stellen fallengelassen, um ein M-bit-Ausgangssignal zu bekommen, und g n wird in einen Pufferspeicher 524 eingeführt. Die interpolierten Signale werden mit der Frequenz F₂ aus dem Pufferspeicher 524 abgegeben und stellen das transcodierte Signal dar.Rounding errors can be kept small by making these (M + r) places when performing the shifts for the divisions by two and the additions in the shift registers. The values of g n ′, g n ′ ′ and g n ′ ′ ′, which have been calculated in 518 , are successively input into a memory register 520 and are then available to a further calculation circuit 522 , where the value of g n is given according to instructions is calculated from register 516 for the respective value of n for the execution of equations (4), (5) and (6). After calculating g n , the lowest digits are dropped to get an M- bit output and g n is inserted into a buffer memory 524 . The interpolated signals are emitted from the buffer memory 524 at the frequency F ₂ and represent the transcoded signal.

Der Fachmann entnimmt, daß das Komponentensystem eines Weltstandards YIQ; Y, (B-Y), (R-Y) oder andere Komponenten als die dargestellten Komponenten RGB verwenden kann. Auch versteht es sich für ihn, daß die Dauer des Austastintervalls, die durch Zähler 150 bestimmt ist, auf die gewünschte Dauer und Position gegenüber dem Synchronisiersignal eingestellt werden kann.Those skilled in the art will see that the component system of a world standard YIQ; Y, (BY), (RY) or components other than the components shown can use RGB . He also understands that the duration of the blanking interval, which is determined by counter 150 , can be set to the desired duration and position in relation to the synchronization signal.

Die insoweit beschriebene Interpolationseinrichtung betrifft das Transcodieren durch Interpolation von Signalen, die durch ein Abtastfrequenzverhältnis F 1/F 2=M/2 r zueinander in Beziehung stehen, wobei M gleich (2 r ±1) ist, wodurch die F 2-Abtastsignale fortschreitend über den Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden F 1-Signalen laufen, wie in Fig. 3 über die Dauer eines Blockes von Abtastsignalen dargestellt. Bei dem speziellen beschriebenen Beispiel ist ein Frequenzverhältnis F 1/F 2 bestimmt durch das Verhältnis von 4×SC/13,5 MHz, was gleich dem Verhältnis 35/33 und angenähert dem Verhältnis 17/16 entspricht, so daß es der Gleichung (7) für einen Wert von r=4 entspricht. Dies ermöglicht den Vorteil der Interpolation durch aufeinanderfolgendes Verschieben und Addieren. Die Vorteile der Interpolation durch Verschieben und Addieren sind nicht auf den Fall beschränkt, daß sich der Zähler vom Nenner durch die ganze Zahl Eins unterscheidet, sondern sie treten bei allen positiven ganzen Zahlen M und r auf, solange M und 2 r keinen gemeinsamen Teiler haben.The interpolation device described so far relates to transcoding by interpolation of signals which are related to one another by a sampling frequency ratio F 1 / F 2 = M / 2 r , where M is equal to (2 r ± 1), as a result of which the F 2 scanning signals progressively exceed the time interval between successive F 1 signals, as shown in FIG. 3, over the duration of a block of scanning signals. In the particular example described, a frequency ratio F 1 / F 2 is determined by the ratio of 4 × SC / 13.5 MHz, which corresponds to the ratio 35/33 and approximately to the ratio 17/16, so that it corresponds to equation (7 ) for a value of r = 4. This enables the advantage of interpolation by successive shifting and adding. The advantages of interpolation by shifting and adding are not limited to the case where the numerator differs from the denominator by the integer one, but occur with all positive integers M and r as long as M and 2 r have no common divisor .

Die Transcodierung oder Umsetzung zwischen PAL-Signalen mit 625 Zeilen pro Bild und 50-Hz-Bildfolge und dem vorgeschlagenen 13,5-MHz-Weltstandard läßt sich durch Interpolation nach diesem zusätzlichen Verfahren vornehmen und kann einen verminderten Interpolationsfehler haben. The transcoding or implementation between PAL signals with 625 lines per picture and 50 Hz picture sequence and the suggested 13.5 MHz world standard can be obtained by interpolation carry out according to this additional procedure and can have a reduced interpolation error.  

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der interpolierte Wert für einen neuen Abtastwert g n in der linken Hälfte für das Intervall zwischen den Zeitpunkten n und n+1 auf folgende Weise bestimmt. Zuerst treten die eintreffenden Abtastsignale f n und f n+1 in den Zeitpunkten n bzw. n+1 auf. Als zweites werden die Amplitudendifferenzen bestimmt: Zwischen f n-1 und f n sowie zwischen f n und f n+1. Als drittes werden die Amplitudendifferenzen gemäß der relativen Zeitposition der betrachteten Abtastsignale innerhalb des Abtastsignalblocks gewichtet. Als viertes wird jede der gewichteten Differenzen zum Wert von f n addiert, um ein Abtastsignal zu bilden, das zwischen f n und f n+1 linear interpoliert ist, und ein weiteres Abtastsignal, das vom Bereich zwischen f n-1 und f n linear extrapoliert ist. Die linear interpolierten und extrapolierten Abtastsignale werden dann weiter entsprechend ihrer Nähe zu f n gewichtet und summiert zur Bildung eines interpolierten Wertes. In der zweiten oder rechten Hälfte des Intervalls zwischen n und n+1 wird ein entsprechendes Schema mit den Punkten f n , f n+1 und f n+2 angewendet. Somit verwendet das in Verbindung mit Fig. 4 beschriebene Interpolationsschema drei Abtastwerte des ankommenden Signals für die Bestimmung jedes interpolierten Abtastsignalwertes. Es ist auch möglich, gleichzeitig von vier Abtastpunkten der Ausgangsfunktion auszugehen, um für jede positive ganze Zahl von M und r den Interpolationsvorgang zu verbessern, wie beschrieben.As shown in FIG. 4, the interpolated value for a new sample g n in the left half is determined for the interval between the times n and n +1 in the following way. First, the incoming scanning signals f n and f n + 1 occur at times n and n +1, respectively. Second, the amplitude differences are determined: between f n -1 and f n and between f n and f n +1 . Third, the amplitude differences are weighted according to the relative time position of the scan signals under consideration within the scan signal block. Fourth, each of the weighted differences is added to the value of f n to form a strobe signal that is linearly interpolated between f n and f n +1 and another strobe signal that is linear from the range between f n -1 and f n is extrapolated. The linearly interpolated and extrapolated scanning signals are then further weighted according to their proximity to f n and summed to form an interpolated value. In the second or right half of the interval between n and n +1, a corresponding scheme with the points f n , f n +1 and f n +2 is used. Thus, the interpolation scheme described in connection with FIG. 4 uses three samples of the incoming signal to determine each interpolated sample signal value. It is also possible to start from four sampling points of the output function at the same time in order to improve the interpolation process for each positive integer of M and r , as described.

Ein verallgemeinertes Transcodierschema unter Verwendung irgendwelcher positiver ganzer Zahlen M und r findet z. B. Anwendung, wenn aus dem 625/50-PAL-System auf 13,5-MHz- Abstastsignale gemäß dem vorgeschlagenen Weltstandard transcodiert wird. Für diesen Transcodiervorgang werden die PAL-Signale bei 4×SC abgetastet, wodurch für jede vollständige Horizontalzeile 1135,0064 Abtastsignale erhalten werden. Es ist bekannt, daß diese Signale auf genau 1135 Abtastsignale pro Feld korrigiert werden können, was in der Bildgeometrie nur einen Fehler von 0,16% Schrägstellung ergibt.A generalized transcoding scheme using any positive integers M and r finds e.g. B. Application when transcoding from the 625/50 PAL system to 13.5 MHz scanning signals according to the proposed world standard. For this transcoding process, the PAL signals are sampled at 4 × SC, whereby 1135.0064 scanning signals are obtained for each complete horizontal line. It is known that these signals can be corrected to exactly 1135 scanning signals per field, which only results in an error of 0.16% skew in the image geometry.

Das Verhältnis von 1135 Abtastsignalen pro PAL-Zeile zu 864 Abtastsignalen für die Weltstandardzeile ist das Verhältnis 1135/864=1,3136574. Diese Zahl liegt sehr nahe am Quotienten 21/16=1,3125. Folglich kann die aktive Zeile von 704 Abtastsignalen beim 13,5-MHz-Weltstandard mit Abtastsignalen aus dem 4×SC-PAL-System durch Umwandeln von 21 ankommenden Signalen mit 4×SC in 16 ausgehende Abtastsignale bei 13,5 MHz in jedem Block von Abtastsignalen bei exakt 44 Blocks pro aktive Zeile ausgefüllt werden. Das Ergebnis der vorgenommenen Näherungen bei derartiger Transcodierung ist eine geometrische Genauigkeit vonThe ratio of 1135 scanning signals per PAL line to The ratio is 864 strobe signals for the world standard line 1135/864 = 1.3136574. This number is very close at the quotient 21/16 = 1.3125. Consequently, the active Line of 704 scanning signals at the 13.5 MHz world standard with scanning signals from the 4 × SC-PAL system by converting of 21 incoming signals with 4 × SC in 16 outgoing Strobe signals at 13.5 MHz in each block of strobe signals filled in at exactly 44 blocks per active line will. The result of the approximations made with such transcoding there is a geometrical accuracy from

(12/16) (864/1135) = 0,9991186 ,(12/16) (864/1135) = 0.9991186,

was zu einer geometrischen Verzerrung in Gestalt einer Dehnung von weniger als 0,1 Prozent führt. Manipulationen am Bild, die zu vertikalen oder horizontalen Verzerrungen von weniger als 1% führen, werden im allgemeinen als zulässig angesehen, da sie im Bereich der Toleranzgrenzen liegen, an die Kameras und Filmprojektoren herankommen können. Die durch die Näherungen, die in der Transcodierung enthalten sind, eingeführten Verzerrungen sind wesentlich kleiner als diese Grenzwerte und somit zulässig.resulting in a geometric distortion in the form of a Elongation of less than 0.1 percent results. Manipulations on the image leading to vertical or horizontal distortions lead of less than 1% are generally considered considered permissible because they are within the tolerance limits that cameras and film projectors can access. That by the approximations that in the transcoding included, introduced distortions are essential smaller than these limit values and therefore permissible.

Innerhalb jedes Transcodierblockes von Abtastsignalen bei der Umwandlung von NTSC auf Weltstandard läuft, wie oben beschrieben, die Position eines jeden neuen Abtastsignals g n schrittweise über den Zeitabstand zwischen den ankommenden Abtastsignalen mit einer regelmäßigen Zunahme. Zu Beginn eines jeden Blockes tritt g n gleichzeitig mit f n auf, und mit zunehmender Zeit bewegt es sich zwischen den aufeinanderfolgenden Abtastsignalen f n und f n+1, bis am Ende des zu transcodierenden Blockes von Abtastsignalen g n gleichzeitig mit f n+1 auftritt. Dieses regelmäßige Fortschreiten ergibt sich aus der Zusatzzahl 1 im Zähler der Gleichung (7). Dieser Zähler ist mit M bezeichnet. Im Falle des PAL-Signals unterscheidet sich M vom Nenner durch einen Wert größer als 1. Beim Transcodieren von PAL auf Weltstandard ergibt sich als QuotientAs described above, within each transcoding block of scanning signals during the conversion from NTSC to world standard, the position of each new scanning signal g n runs step by step over the time interval between the incoming scanning signals with a regular increase. At the beginning of each block, g n occurs simultaneously with f n , and with increasing time it moves between the successive scanning signals f n and f n +1 until, at the end of the block of scanning signals g n to be transcoded, simultaneously with f n +1 occurs. This regular progression results from the additional number 1 in the numerator of equation ( 7 ). This counter is labeled M. In the case of the PAL signal, M differs from the denominator by a value greater than 1. Transcoding from PAL to world standard results in the quotient

wobei der Nenner M 21 ist und sich vom Zähler 16 durch 5 unterscheidet. Diese Differenz bedeutet, daß in jedem zu transcodierenden Block 21 Abtastsignale des ankommenden Signals innerhalb eines Intervalls auftreten, in dem 16 neue transcodierte Abtastsignale erzeugt werden. Dies ist in der Fig. 6 dargestellt. Wie im Falle der Fig. 3 stellt die Länge der Linie b die Dauer eines Interpolationsblockes dar und ist in 16 Positionen unterteilt, die die Abtastzeiten wiedergeben. Die Punkte a sind die Abtastsignalzeitpunkte des ankommenden Signals. Die Differenz M-2 r hat zweite Bedeutung, die mit der ersten in Verbindung steht. Diese zweite Bedeutung läßt sich anhand der Fig. 6 erklären, aus der man feststellen kann, daß jeder neue Abtastsignalpunkt (Punkte auf der Linie b in Fig. 6) zwischen den Abtastsignalpunkten a des ankommenden Signals in einer Zeitstellung liegt, die (M-2 r )/16 oder 5/16 eines Abtastsignalintervalls von der vorherigen Position entfernt ist. So erscheinen die Abtastsignalpunkte 0 gleichzeitig, der neue (b) Signalpunkt 1 erscheint auf 5/16 deswegen zwischen den ankommenden (a) Signalpunkten 1 und 2, der neue Signalpunkt 2 erscheint 5/16+5/16=10/16 der Strecke zwischen den ankommenden (a) Signalpunkten 2 und 3. In gleicher Weise erscheint der neue Punkte 3 auf 15/16 des Weges zwischen den ankommenden Signalpunkten 3 und 4, der neue Signalpunkt 4 erscheint zu einem Zeitpunkt (15/16+5/16) -1=20/16-16/16=4/16 entlang dem Zeitabstand zwischen den ankommenden Signalpunkten 5 und 6. Das neue oder abgehende Abtastsignal 5 erscheint um 4/16+5/16=9/16 zwischen den ankommenden Abtastsignalen 6 und 7 gegenüber Signal 6 verschoben, und das neue Abtastsignal 6 erscheint zum Zeitpunkt 9/16+5/16=14/16 gegenüber dem ankommenden Abtastsignal 7 zum Abtastsignal 8 hin verschoben. In der Fig. 7 sind in einer Liste alle in der Fig. 6 auftretenden Positionen aufgeführt. In den Zeitabständen zwischen den ankommenden Abtastsignalen 4-5; 8-9; 12-13 und 16-17 liegen keine neuen Abtastsignale. Fig. 15 zeigt eine Liste der entsprechenden Informationen für eine Transcodierung, bei der r=4 und M=25 sind.the denominator is M 21 and differs from the numerator 16 by 5. This difference means that in each block to be transcoded 21 scanning signals of the incoming signal occur within an interval in which 16 new transcoded scanning signals are generated. This is shown in FIG. 6. As in the case of FIG. 3, the length of line b represents the duration of an interpolation block and is divided into 16 positions which represent the sampling times. Points a are the sampling signal instants of the incoming signal. The difference M -2 r has a second meaning, which is related to the first. This second meaning can be explained with reference to FIG. 6, from which it can be determined that each new scanning signal point (points on line b in FIG. 6) lies between the scanning signal points a of the incoming signal in a time position which (M -2 r ) / 16 or 5/16 of a sampling signal interval from the previous position. So the sampling signal points 0 appear simultaneously, the new (b) signal point 1 appears on 5/16 therefore between the incoming (a) signal points 1 and 2, the new signal point 2 appears 5/16 + 5/16 = 10/16 of the distance between the incoming (a) signal points 2 and 3. In the same way, the new point 3 appears on 15/16 of the way between the incoming signal points 3 and 4, the new signal point 4 appears at a time (15/16 + 5/16) - 1 = 20 / 16-16 / 16 = 4/16 along the time interval between the incoming signal points 5 and 6. The new or outgoing scanning signal 5 appears by 4/16 + 5/16 = 9/16 between the incoming scanning signals 6 and 7 shifted with respect to signal 6 , and the new scanning signal 6 appears at the time 9/16 + 5/16 = 14/16 shifted with respect to the incoming scanning signal 7 to the scanning signal 8 . In FIG. 7 6 positions are occurring in a list all in FIG. Listed. In the time intervals between the incoming scanning signals 4-5; 8-9; 12-13 and 16-17 are no new strobe signals. Fig. 15 shows a list of related information for a transcoding, in the r = 4 and M = 25.

Die in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen Interpolationen verwenden bei der Näherungsberechnung für g n (wobei der neue Wert abgeschätzt wird) g n ′′, das durch eine erste Gruppe von Funktionen gewichtet ist, in der ersten Hälfte des Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden ankommenden Abtastsignalen f n und eine zweite Wichtungsfunktion in der zweiten Hälfte des Intervalls. Dies ergibt eine Interpolation, die unter gewissen Bedingungen brauchbar ist, doch kann eine bessere Näherung (geringerer Fehler) erzielt werden, indem ein Mittelwert der gewichteten Annahmen g n ′, g n ′′ und g n ′′′ über die Gesamtheit eines jeden Zwischenabtastintervalls genommen wird. Ein derartiger Mittelwert istThe interpolations described in connection with Fig. 4 use in the approximation calculation for g n (the new value is estimated) g n '', which is weighted by a first group of functions, in the first half of the interval between successive incoming scanning signals f n and a second weighting function in the second half of the interval. This results in an interpolation that is useful under certain conditions, but a better approximation (less error) can be achieved by averaging the weighted assumptions g n ', g n ''and g n ''' over the entirety of each inter-sampling interval is taken. Such an average is

worin wherein  

n′ = [(M - 2 r )xn] (modulo 2 r ) , (10) n ′ = [( M - 2 r ) xn ] (modulo 2 r ), (10)

n′ berücksichtigt die Stellung des neuen Abtastwertes b gegenüber den ankommenden Abtastwerten a. Bei der Fig. 6 ergibt sich n 'takes into account the position of the new sample value b in relation to the incoming sample values a . In the Fig. 6 results

n′ = (21 - 16)n modulo 16 = 5n modulo 16 , (11) n ′ = (21 - 16) n modulo 16 = 5 n modulo 16, (11)

was bedeutet, daß für jeden neuen Abtastwert n der Wert für n′ um 5 Teile von 16 zunimmt, wie bereits oben ausgeführt.which means that for each new sample n, the value for n 'increases by 5 parts out of 16, as already stated above.

Die Näherung an g n der Gleichung (12), wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, stellt eine Parabel dar, die durch die Punkte f n , f n+1 verläuft. Wie ersichtlich, besitzt die Parabel einen höheren Scheitel als eine Kurve dritter Ordnung, die durch die vier Punkte f n-1, f n , f n+1, f n+2 verläuft.The approximation to g n of equation (12), as shown in FIG. 8, represents a parabola that runs through the points f n , f n +1 . As can be seen, the parabola has a higher vertex than a third-order curve that runs through the four points f n -1 , f n , f n +1 , f n +2 .

Ein anderes Interpolationsschema ist in der Fig. 9 gezeigt. Eine erste Parabel 900 ist durch die Punkte f n-1, f n und f n+1 gelegt, während eine zweite Parabel 902 durch die Punkte f n , f n+1, f n+2 verläuft.Another interpolation scheme is shown in FIG. 9. A first parabola 900 passes through the points f n -1 , f n and f n +1 , while a second parabola 902 runs through the points f n , f n +1 , f n +2 .

Diese können durch folgende Gleichungen angegeben werden:These can be given by the following equations:

Bei der Interpolation eines neuen Abtastsignals g n zwischen dem Zeitpunkt n des Abtastsignals f n und dem Zeitpunkt n+1 des Abtastsignals f n+1 kann, wie früher beschrieben, die Gleichung (12) in der ersten Hälfte des Intervalls und die Gleichung (13) in der zweiten Hälfte und der Durchschnitt aus beiden im Mittelpunkt benutzt werden. Der Durchschnitt über das gesamte Intervall andererseits ergibt die GleichungIn the interpolation of a new scanning signal g n between the time n of the scanning signal f n and the time n +1 of the scanning signal f n +1 , as described earlier, equation (12) in the first half of the interval and equation (13 ) in the second half and the average of both in the center. On the other hand, the average over the entire interval gives the equation

Eine andere Näherung für den Wert des neuen Abtastsignals g n , das zwischen aufeinanderfolgenden Abtastsignalen f n interpoliert ist, kann so durchgeführt werden, daß die Gleichung (12) stärker gewichtet wird nahe dem Beginn des Intervalls und die Gleichung (13) stärker gewichtet wird nahe dem Ende des Intervalls, wofür die Gleichung dann lautet:Another approximation to the value of the new strobe signal g n interpolated between successive strobe signals f n can be made so that equation (12) is weighted near the beginning of the interval and equation (13) is weighted near the end of the interval, for which the equation is then:

Fig. 10 zeigt allgemein die Unterschiede zwischen den Werten von neuen Abtastsignalen g n , wenn sie durch Interpolationsnäherungen bestimmt sind, wie sie durch die Gleichungen (9) bzw. (14) gegeben sind. Die ausgezogene Kurve 1009 hat die Gestalt einer Parabel gemäß Gleichung (9), während die gestrichelte Kurve 1014 die Form einer Parabel entsprechend der Gleichung (14) besitzt. Kurve 1009 ist relativ scharf gekrümmt und fällt unter die Punkte f n-1 und f n-2 ab, während die Kurve 1014 weniger scharf gekrümmt und oberhalb dieser Punkte liegt. Es wurde die Tatsache erwähnt, daß eine Interpolation so eingerichtet werden kann, daß eine Verstärkung der Übergänge auftritt und damit ein Bild entsteht, das weniger "weich" ist oder dessen Konturen schärfer akzentuiert sind. Aus der Fig. 10 geht hervor, daß eine Interpolation unter Verwendung von Gleichung (9) neue Abtastsignalwerte schafft, die im Bereich scharfer Krümmungen im Vergleich zu solchen, die nach Gleichung (14) gewonnen werden, die Konturenabzeichnung erhöhen. FIG. 10 generally shows the differences between the values of new scanning signals g n when they are determined by interpolation approximations as given by equations (9) and (14). The solid curve 1009 has the shape of a parabola according to equation (9), while the dashed curve 1014 has the shape of a parabola according to equation ( 14 ). Curve 1009 is relatively sharply curved and falls below the points f n -1 and f n -2 , while curve 1014 is less sharply curved and lies above these points. The fact was mentioned that interpolation can be set up so that the transitions are amplified and thus an image is created which is less "soft" or whose contours are accentuated more sharply. From Fig. 10 it can be seen that interpolation using equation (9) creates new scan signal values which, in the area of sharp curvatures, increase the contour mapping compared to those obtained according to equation (14).

Die Gleichungen (4)-(6) und (9)-(14) stellen quadratische Interpolationen (oder höherer Ordnung) dar, die die Eigenschaft gemeinsam haben, daß sie durch Punkte f n und f n+1 gehen und die die Summe von Multiplikationen oder Produkten von vier Abtastsignalpunkten f n-1, f n , f n+1 und f n+2 darstellen, und in denen die Faktoren die Form p/2r haben, wobei p eine ganze Zahl ist, die zwischen den Werten 0 und 2 r+1 angesiedelt ist. Gemäß der Erfindung können diese Algorithmen deshalb durch eine Folge von Verschiebungen und Additionen behandelt werden, was sich auf einfache Weise mit hoher Geschwindigkeit durchführen läßt.Equations (4) - (6) and (9) - (14) represent quadratic interpolations (or higher order) that have the property in common that they go through points f n and f n +1 and that the sum of Represent multiplications or products of four sampling signal points f n -1 , f n , f n +1 and f n +2 , and in which the factors have the form p / 2 r , where p is an integer between the values 0 and 2 r +1 is located. According to the invention, these algorithms can therefore be treated by a sequence of shifts and additions, which can be carried out in a simple manner at high speed.

Eine Schaltungsanordnung, wie sie in Fig. 11 gezeigt ist, kann dazu benützt werden, eine Transcodierung von genereller Art, wie oben beschrieben, vorzunehmen. In Fig. 11 sind die Schaltkreiselemente, die denen in der Fig. 5 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Taktimpulse mit einer Impulsfolge F 2 werden in einem r-Stufen-n-Zähler 510 gesammelt, der durch Zeitsteuerung 1104 auf Null rückgesetzt wird, wenn der letzte Zählzustand von 2 r-1 erreicht ist (für das Beispiel PAL Rücksetzung bei 15). Für jeden Wert von n vom r-Stufenzähler 510 wählt das Festwertbefehlsregister 516 die geeigneten Befehle für die Berechnung von Werten g n ′, g n ′′ und g n ′′′ von den fortlaufend gespeicherten Werten von f n im Speicherregister 508 aus. Fig. 12 zeigt ein mehr ins einzelne gehendes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines verallgemeinerten Transcodierers, der sich dazu eignet, mit 4×SC abgetastete PAL-Signale (etwa 17,7 MHz) auf 13,5 MHz zu transcodieren. Analoge zusammengesetzte PAL-Signale f(t) werden über den Eingang 1210 einem Block 1212 zugeführt, der als Vorfilter, Abtaster und ADC für 17,7 MHz arbeitet. Die Abtastung im Block 1212 wird durch den F 1-Takt gesteuert. Der Ausgang vom Block 1212 ist eine Vielzahl (in diesem Falle 8) von parallelen, Signale führenden Kanäle oder Leitungen, von denen eine die niedrigste Stelle (LSB) und eine andere die höchste Stelle (MSB) darstellt. Die Signale auf diesen Leitungen werden parallel oder gleichzeitig einer gleichen Anzahl von Schieberegistern in einem Block 1214 zugeführt. Nur die Schieberegister für das LSB- und das MSB- Signal sind im Block 1214 zeichnerisch dargestellt. Das Takten der Schieberegister 1214 steuern Zeitsteuersignale, die in einer Zeitsteuerschaltung 1216 erzeugt werden. Die Zeitsteuerschaltung 1216 erhält neben den F 1-Taktimpulsen bestimmte Synchronisationsinformation, die mit dem ankommenden PAL-Signal zusammenhängt, so daß die Verarbeitung der ankommenden Signale derart synchronisiert ist, daß Blöcke transcodiert werden, die mit dem aktiven Videosignal beginnen. Die neuesten Signale in den Schieberegistern entsprechen f n+2, die ältesten f n-1, während f n und f n+1 an den dazwischenliegenden Plätzen gespeichert sind. Diese 8-bit- Signale werden von den Schieberegistern 1214 in Eingangspaare von Differenzbildnerschaltungen 1218, 1220 und 1222 eingeführt. Es werden somit f n und f n-1 auf 1218 gegeben, f n+1 und f n auf 1220 und f n+2 und f n+1 auf 1222. Diese Differenzbildnerschaltungen bekommen außerdem Zeitsteuereingänge (T) von der Zeitsteuerschaltung 1216, damit ihr Arbeitsablauf mit den Abtastsignalen synchronisiert ist. Die Ausgänge der Differenzbildnerschaltungen 1218 und 1220 werden den Eingängen von Multiplizierern 1224 bzw. 1226 eingegeben, die mit n′/16 multiplizieren, was, wie beschrieben, durch mehrmaliges Teilen durch zwei und Addieren in Abhängigkeit vom Wert der laufenden Variablen n′ erfolgt, die den Multiplizierern von der Festwertinformationstabelle 1228 zugeführt werden. Wie oben erwähnt, gibt n′ die zeitliche Position des neuen Abtastwertes in bezug auf die Zeitpunkte der benachbarten ankommenden Abtastwerte an. Bei der vorgegebenen Transcodierung von PAL auf 13,5 MHz ist das Frequenzverhältnis bekannt, und deshalb ist die Eins-zu-Eins- Entsprechung von n′ zur Abtastnummer bekannt, wie sie z. B. in der Tabelle der Fig. 7 aufgeführt sind. ROM 1228 wird durch eine Information adressiert, die von der Taktfrequenz F 2 der neuen Abtastsignale abhängt, die durch einen Zähler 1230 zu Blocks n gezählt werden. Jeder derart adressierte Speicherplatz ist zuvor mit Information versehen, die mit dem Wert von n′ zusammenhängt und für eine bestimmte Codierung einer Adressenzahl n entspricht. Somit erhalten für jedes neue Abtastsignal, das innerhalb eines transcodierten Blockes erzeugt wird, die Multiplizierer 1224 und 1226 vom Festwertspeicher ROM 1228 einen zugehörigen Wert von n′, der die Additionen festlegt, die mit den durch Zwei geteilten Differenzsignalen vorgenommen werden müssen. Das Ausgangssignal vom Multiplizierer 1226 wird einem Addierer 1232 zugeführt, wo es mit dem laufenden Wert von f n zur Bildung eines linear interpolierten Abtastsignals g n ′ summiert wird, wie durch Gleichung (1) beschrieben. In gleicher Weise wird das Ausgangssignal vom Multiplizierer 1224 einer taktgesteuerten Addierschaltung 1234 zugeführt, wo es zur Bildung eines linear extrapolierten Abtastwertes g n ′′ gemäß Gleichung (2) mit f n summiert wird. Der laufende n′-Wert wird vom ROM 1228 auf einen (16-n′)-Differenz bildenden Schaltkreis 1235 gegeben, und das Differenzsignal kommt zum Eingang eines Multiplizierers 1238. Das Differenzsignal (f n+1-f n+2), das in der Differenzbildnerschaltung 1222 entstanden ist, kommt zu einem zweiten Eingang des Multiplizierers 1238. Dieser bildet ein Produkt durch mehrmaliges Teilen durch Zwei und Addieren abhängig vom Wert von (16-n′), um ein Produktsignal hervorzubringen, das einem Addierer 1240 für das Summieren mit dem Wert von f n+1 zugeführt wird, um gemäß Gleichung (3) den Wert g n ′′′ zu bilden. Der g n ′-Wert wird mittels eines weiteren Multiplizierers 1242 einer Summierschaltung 1244 eingegeben. Der Multiplizierer 1242 multipliziert mit einem konstanten Wert 11/16, der die Form n/16 hat und deshalb mit Hilfe von durch Zwei teilenden Schaltungen und Addieren ausgeführt werden kann. Die g n ′′- und g n ′′′-Werte werden durch Multiplizierer 1246 und 1248 gewichtet, und zwar entsprechend der Stellung des neuen Abtastwertes g n in bezug auf die benachbarten ankommenden Abtastwerte. Multiplizierer 1248 multipliziert mit n′/16 und erhält vom ROM 1228 die laufende Variable n′ für diesen Zweck. Multiplizierer 1246 multipliziert mit (16-n)/16 und erhält als laufende Variable das Differenzsignal (16-n) von der Differenzbildnerschaltung 1236. Diese beiden Multiplizierer sind die wünschenswerten, schnell arbeitenden Verschiebe- und Addierschaltungen, wie unten beschrieben. Diese gewichteten Signale g n ′′ und g n ′′′ werden in einer Summierschaltung 1250 miteinander addiert. Am Ausgang des Summierers 1250 ist das Signal die Summe eines kleinen Teils von g n ′′ und eines großen Teils von g n ′′′, wo n′ klein ist, was dann der Fall ist, wenn der neue Abtastwert g n nahe beim Abtastwert f n liegt. Wenn der neue Abtastwert g n nahe beim Wert f n+1 liegt, d. h., wenn n′ nahe 16 ist, dann wird vom Summierer 1250 das Signal mit Hilfe eines großen Teils von g n ′′ und eines kleinen Teils von g n ′′′ erzeugt. Dieses Gewichten bringt einen angenähert berechneten Wert von f(t), wenn das analoge Eingangssignal stark hervortretende Spitzen aufweist. Um den Kontrast zu mindern, wird das summierte Signal am Ausgang des Summierers 1250 mit einem festen Faktor 15/16 in einer Multiplizierschaltung 1252 multipliziert, wodurch das Gewicht, das auf den Spitzenwerteinfluß zurückzuführen ist, im Vergleich zur linearen Annäherung g n ′ reduziert wird. Die mit 11/16 gewichteten g n ′ und 5/16 gewichteten g n ′′- und g n ′′′-Signale werden im Summierer 1244 summiert, und dessen Ausgang wird zur Erzeugung des neuen, angenähert berechneten Wertes g n abgerundet. Es ist deutlich geworden, daß der Wert der Gewichtung der Signale durch die Multiplizierer 1242 und 1252 nach Belieben variiert werden kann, womit ein gewünschtes Maß an Hervorhebung der Übergänge erzeugt werden kann. Der Effekt der Hervorhebung kann in den Algorithmus einbezogen sein, mit dem die neuen Abtastsignale gebildet werden: worin k eine Kontrastkonstante sein kann, die Null oder ein positiver Wert bis zum Maximalwert von 2r sein kann. Wenn k=0 ist, wird der zweite Gleichungsausdruck Null, und der interpolierte Wert von g n ist lediglich die lineare Interpolation g n ′ gemäß Gleichung (1). Der Teil des rechten Ausdrucks der Gleichung (16) in der Klammer stellt eine Parabel dar, die den Werten f n und f n+1 angepaßt ist, jedoch eine wesentlich stärkere Krümmung besitzt, als vom Eingangssignal f(t) zu erwarten wäre. Da k im Bereich zwischen Null und 2r liegt, ergibt Gleichung (16) alle möglichen Parabeln, die durch die Werte f n und f n+1 verlaufen und zwischen der Geraden g n ′ und der sehr stark gekrümmten Parabel in der Klammer der Gleichung (16) liegen. Ein Wert k=8 z. B. ergibt Gleichung (9), ein Wert k=4 die Gleichung (14). In Fig. 12 ist der Wert k durch die mit einer festen Konstante arbeitenden Multiplizierer 1242 und 1252 umfaßt. Multiplizierer 1242 multipliziert mit 16-k/16 und Multiplizierer 1252 mit k/16, wobei k=5 ist, und der Transcodierer arbeitet allgemein gemäß Gleichung (16). Die Multiplizierer 1224, 1226, 1238, 1246 und 1248 multiplizieren mit dem Quotienten einer laufenden Variablen, die durch 2r geteilt ist, wobei r=4 und 2r=16 sind. Die Multiplizierer 1242 und 1252 haben dieselbe Form, jedoch einen im Wert festliegenden Zähler. Fig. 13 zeigt das Blockschaltbild einer digitalen Einrichtung für das Teilen des Eingangssignals X durch eine Zahl der Form2r und Multiplizieren des Ergebnisses mit einer laufenden Variablen, die mit p bezeichnet ist. In der Fig. 13 wird die laufende Variable p einer Eingangsklemme 1310 und der Multiplikand X einer Eingangsklemme 1320 zugeführt. Der Multiplikand X gelangt (in Serie oder parallel) zu einem Register 1322, das bei dem dargestellten Beispiel mit einem 8-bit- Digitalwort 10000001 geladen ist, was den Wert 129 darstellt. Die höchste Stelle MSB des Registers 1322 stellt für sich den Wert 128 dar. Die Teilung durch Zwei wird dadurch erreicht, daß der Inhalt des Registers 1322 in die letzten acht Stufen eines 9stelligen zweiten Registers 1324 eingegeben wird. Die höchste Stelle des Registers 1324 stellt ebenfalls den Wert 128 dar, und sie ist mit dem Wert Null vorgeladen. Folglich wird durch den Übergang von 10000001 vom Register 1322 in das Register 1324 eine Teilung durch Zwei bewirkt. Der im 9stelligen Register 1324 gespeicherte Wert wird in die letzten 9 Stellen des 10stelligen Registers 1326 übertragen, dessen höchste Stelle mit dem Wert von 128 vorgeladen ist. Somit stellt die Übertragung der Daten aus dem Register 1324 in das Register 1325 eine weitere Teilung durch Zwei dar. Die Daten werden abermals durch nachfolgende Übertragung in das 11stellige Register 1328 und das 12stellige Register 1330 geteilt. Am Ende des Übertragungsvorgangs enthalten die Register 1324, 1326, 1328 und 1330 die Inhalte X/2, X/4, X/8 bzw. x/16. Da diese Bestandteile 8/16 X, 4/16 X, 2/16 X und 1/16 X darstellen, ist es leicht zu verstehen, daß jeder Teilwert von X zwischen 1/16 und 15/16 als Summe der verschiedenen Kombinationen der geteilten und den Registern gespeicherten Werte gebildet werden kann. Bei dem dargestellten Beispiel hat p den Wert 7 (digital 0111), so daß der Inhalt der Register 1326, 1328 und 1330 zur Bildung einer Summe von 7/16 X summiert werden muß. Der Wert von p wird in ein Register 1332 eingelesen. Der Inhalt jeder Stufe des Registers 1332 wird dazu benützt, das Öffnen der Register 1324 bis 1330 zu steuern, wie dies durch Gates 1334 bis 1340 dargestellt ist. Ein Wert Eins in einer Stufe des Registers 1332 ermöglicht, daß das zugehörige Register 1324 bis 1330 für die nachfolgenden Summierschaltungen geöffnet wird. Die Register 1324 und 1326 sind mit den Eingängen einer Summierschaltung 1342 und die Register 1328 bis 1330 mit den Eingängen einer Summierschaltung 1344 verbunden. Die Ausgänge der Summierschaltungen 1342 und 1344 sind wiederum mit den Eingängen einer weiteren Summierschaltung 1346 verbunden, von der schließlich das Ausgangssignal (p/16 X) gebildet wird. Die an die Summierer 1342, 1344 und 1346 angrenzenden Blöcke stellen die Digitalwerte in diesen Punkten dar. Die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele nutzen die Vorteile bei der Multiplikation durch Verschieben und Addieren, doch sind auch Interpolatoren allgemeinerer Form gemäß Fig. 14 verwendbar. Die Abtastfolgefrequenzen der Eingangs- und Ausgangssignale werden so gewählt, daß während jeder aktiven Zeile eine ganze Zahl von Transcodierblöcken entsteht mit gleichzeitigen Eingangs- und Ausgangsabtastsignalzeitpunkten zu Beginn und zum Ende eines jeden Transcodierblocks. Derartigen Interpolatoren haben im Vergleich zum Stand der Technik Vorteile, auch wenn gewöhnliche Multiplizierer verwendet werden, da zum Erzielen einer bestimmten Genauigkeit nur wenige Multiplizierer erforderlich sind. Der Interpolator gemäß Fig. 14 mit nur 4 Multiplizierern entspricht einer Anordnung im Stand der Technik mit 15 Multiplizierern. In Fig. 14 wird ein Eingangssignal über eine Eingangsklemme 1410 den Eingängen eines Verzögerungselementes 1412 und einer Synchronisier- oder Zeitsteuerschaltung 1424 zugeführt. Das Verzögerungselement 1412 verzögert das Signal um eine bekannte Größe und erzeugt so ein verzögertes Signal f n , das das Eingangssignal als f n-1 definiert. Das verzögerte Signal f n wird weiter einem Verzögerungselement 1414 und dann einem Verzögerungselement 1416 zugeleitet, wodurch weitere verzögerte Signale f n+1 und f n+2 hervorgebracht werden. Die Signale f n-1, f n , f n+1 und f n+2 werden auf Multiplizierer gegeben, die gewöhnlich 8X8-Multiplizierer sein können, die die Signale mit einer bekannten Funktion (entnommen aus einem tabellarischen Festwertspeicher 1420) der laufenden Variablen n multiplizieren, die durch eine Synchronisations- oder Zeitsteuerschaltung 1424 erzeugt wird. Die multiplizierten Signale werden in einem Addierer 1432 zur Bildung des gewünschten interpolierten Ausgangssignals an der Ausgangsklemme 1422 summiert. Anstelle eines tabellarischen Festwertspeichers wie des Speichers ROM 1228 der Fig. 12 für die Bildung des Wertes von n′ aus dem Wert n gemäß dem bekannten Muster der Zeitposition des neuen Abtastsignals g n zwischen den Zeitpositionen benachbarter ankommender Abtastsignale f n für eine gegebene allgemeine Transcodierung ist es möglich, eine Logikschaltung zur Berechnung von n′ aus n gemäß der Gleichung n′ = (M - 2r ) × n (modulo 2r ) zu verwenden. Eine derartige Logikschaltung ist in der Fig. 16 gezeigt. In Fig. 16 werden die Eingangstaktsignale am Ausgang oder die neue Taktsignalfrequenz F 2 einem r-Stufen-n-Zähler 1230 zugeführt, wie in Fig. 12. Die F 2-Taktsignale werden zudem einer Zeitsteuerschaltung zugeleitet, die als Block 1616 dargestellt ist und Rücksetzimpulse für den Zähler 1230 und für einen n′-Zähler 1618 am Ende eines Zählvorgangs von 2r F 2-Taktimpulsen durch den Zähler 1230 erzeugt. Ein solches Rücksetzsignal löscht den Inhalt der Zähler 1230 und 1618 am Beginn eines jeden wiederkehrenden Blockes von Abtastsignalen. Der Zähler 1230 zählt F 2-Taktimpulse, um die laufenden Werte von n zu bestimmen, die Ausgangsimpulszahl innerhalb jedes Interpolationsblockes. Der im Register 1230 laufend gespeicherte Zählzustand ist mit 13 (1101) dargestellt. Bei jedem aufeinanderfolgenden F 2-Taktimpuls treibt die Zeitsteuerung 1616 einen getakteten Addierer 1620, der mit dem Wert von n′, der laufend im n′-Register 1618 gespeichert ist (wie dargestellt, war der letzte oder vorhergehende Wert von n′ 13 oder 1101), eine feste Zahl (M-2r ) addiert, die mit 5 (0101) dargestellt ist. Die Summe dieser beiden wird in einem Register 1622, das r+1 Stufen hat und in dem die linke Stufe die höchste ist, gespeichert. Die Summe von 5 und dem vorhergehenden Wert von n′ 13 ist 18 oder 10010, was im Register 1622 als laufender Wert gespeichert ist. Die untersten r-Stufen des Registers 1622 sind mit entsprechenden Stufen des Registers 1618 verbunden, um den Wert von n′ auf den laufenden Wert aufzudatieren. Da jedoch nur die untersten Stufen oder Stellen des Registers 1622 angeschlossen sind, werden nur diese dem Register 1618 als neuer Wert n′ gespeichert. Diese Anordnung bewirkt, daß der Wert von n′ in Einheiten von fünf (M-2r ) für jeden Zählvorgang von n fortschreitet, bis die Summe den Wert (2r-1) übersteigt, wo dann die höchste Stelle in der (r+1) Stufe des Registers 1622 auf den Logikzustand 1 umschaltet. Die Übertragung der r untersten Stufen oder Stellen erlaubt ein Fortschreiten in Stufen von fünf in einer modulo- 2r-Weise. Die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen die Interpolation zwischen Abtastsignalwerten entlang einer horizontalen Abtastlinie in einem digitalen Fernsehsystem; für den Fachmann versteht es sich, daß dieselben Interpolationsverfahren auch in vertikaler Richtung bei benachbarten Abtastsignalwerten in aufeinanderfolgenden Zeilen angewendet werden können, um zwischen Signalen mit unterschiedlichen Zeilenabtastgeschwindigkeiten zu interpolieren oder in der Zeit zwischen Abtastsignalen am gleichen Ort in aufeinanderfolgenden Bildern für die Interpolation zwischen Signalen mit verschiedenen Bildfolgefrequenzen. A circuit arrangement as shown in FIG. 11 can be used to carry out a transcoding of a general type, as described above. In Fig. 11, the circuit elements corresponding to those in Fig. 5 are identified by the same reference numerals. Clock pulses with a pulse sequence F 2 are collected in an r -step- n- counter 510 , which is reset to zero by time control 1104 when the last count state of 2 r -1 is reached (for the example PAL reset at 15). For each value of n from the r -stage counter 510 , the fixed value command register 516 selects the appropriate commands for the calculation of values g n ′, g n ′ ′ and g n ′ ′ ′ from the continuously stored values of f n in the memory register 508 . FIG. 12 shows a more detailed block diagram of an embodiment of a generalized transcoder which is suitable for transcoding PAL signals (approximately 17.7 MHz) sampled with 4 × SC to 13.5 MHz. Analog composite PAL signals f (t) are fed via input 1210 to a block 1212 , which works as a pre-filter, sampler and ADC for 17.7 MHz. The sampling in block 1212 is controlled by the F 1 clock. The output from block 1212 is a plurality (in this case 8) of parallel signal-carrying channels or lines, one of which is the lowest digit (LSB) and another the highest digit (MSB). The signals on these lines are fed in parallel or simultaneously to an equal number of shift registers in a block 1214 . Only the shift registers for the LSB and MSB signals are shown in block 1214 . The clocking of the shift registers 1214 control timing signals generated in a timing circuit 1216 . The timing circuit 1216 receives, in addition to the F 1 clock pulses, certain synchronization information related to the incoming PAL signal so that the processing of the incoming signals is synchronized to transcode blocks that begin with the active video signal. The latest signals in the shift registers correspond to f n +2 , the oldest to f n -1 , while f n and f n +1 are stored in the places in between. These 8-bit signals are introduced by shift registers 1214 into input pairs of difference generator circuits 1218, 1220 and 1222 . Thus f n and f n -1 are given to 1218 , f n +1 and f n to 1220 and f n +2 and f n +1 to 1222 . These difference generator circuits also receive timing inputs (T) from the timing circuit 1216 so that their workflow is synchronized with the strobe signals. The outputs of the difference forming circuits 1218 and 1220 are input to the inputs of multipliers 1224 and 1226 , respectively, which multiply by n '/ 16, which, as described, is done by dividing by two and adding depending on the value of the current variable n ' are supplied to the multipliers from the fixed value information table 1228 . As mentioned above, n 'indicates the temporal position of the new sample with respect to the times of the neighboring incoming samples. With the given transcoding from PAL to 13.5 MHz, the frequency ratio is known, and therefore the one-to-one correspondence of n 'to the scan number is known, as it is e.g. B. are listed in the table of FIG. 7. ROM 1228 is addressed by information which depends on the clock frequency F 2 of the new scanning signals which are counted by a counter 1230 as blocks n . Each memory location addressed in this way is previously provided with information which is related to the value of n 'and corresponds to an address number n for a specific coding. Thus, for each new scan signal that is generated within a transcoded block, the multipliers 1224 and 1226 from the read-only memory ROM 1228 receive an associated value of n ', which specifies the additions that have to be made with the difference signals divided by two. The output signal from multiplier 1226 is fed to an adder 1232 where it is summed with the current value of f n to form a linear interpolated strobe signal g n 'as described by equation (1). In the same way, the output signal from the multiplier 1224 is fed to a clock-controlled adding circuit 1234 , where it is summed with f n to form a linearly extrapolated sample value g n '' according to equation (2). The current n 'value is passed from the ROM 1228 to a (16- n ') difference forming circuit 1235 , and the difference signal comes to the input of a multiplier 1238 . The difference signal (f n +1 - f n +2 ) that has arisen in the difference generator circuit 1222 comes to a second input of the multiplier 1238 . This forms a product by multiple dividing by two and adding depending on the value of (16- n ′) to produce a product signal which is supplied to an adder 1240 for summing with the value of f n +1 to be according to equation (3 ) to form the value g n ′ ′ ′. The g n 'value is input by means of a further multiplier 1242 of a summing circuit 1244 . The multiplier 1242 multiplies by a constant value 11/16, which has the form n / 16 and can therefore be carried out with the aid of circuits divided by two and adding. The g n '' and g n '''values are weighted by multipliers 1246 and 1248 , in accordance with the position of the new sample value g n in relation to the neighboring incoming sample values. Multiplier 1248 multiplied by n ′ / 16 and receives the current variable n ′ from the ROM 1228 for this purpose. Multiplier 1246 is multiplied by (16-n) / 16 and obtained as a running variable, the differential signal (16-n) from the Differenzbildnerschaltung 1236th These two multipliers are the desirable, high speed, shift and add circuits as described below. These weighted signals g n '' and g n '''are added together in a summing circuit 1250 . At the output of summer 1250 , the signal is the sum of a small portion of g n '' and a large portion of g n '''where n ' is small, which is the case when the new sample g n is close to the sample f n lies. If the new sample value g n is close to the value f n +1 , ie if n ′ is close to 16, then the signal from the summer 1250 is generated using a large part of g n ′ ′ and a small part of g n ′ ′ ' generated. This weighting gives an approximately calculated value of f (t) if the analog input signal has peaks which are prominent. In order to reduce the contrast, the summed signal at the output of the summer 1250 is multiplied by a fixed factor 15/16 in a multiplier circuit 1252 , whereby the weight, which is due to the influence of the peak value, is reduced compared to the linear approximation g n ′. The 11/16 weighted g n 'and 5/16 weighted g n ''and g n ''' signals are summed in summer 1244 , and its output is rounded off to generate the new, approximately calculated value g n . It has become apparent that the value of the weighting of the signals by multipliers 1242 and 1252 can be varied as desired, thereby producing a desired degree of emphasis on the transitions. The highlighting effect can be included in the algorithm with which the new scanning signals are formed: where k can be a contrast constant, which can be zero or a positive value up to the maximum value of 2 r . If k = 0, the second expression becomes zero, and the interpolated value of g n is only the linear interpolation g n 'according to equation (1). The part of the right expression of equation (16) in the parenthesis represents a parabola that is adapted to the values f n and f n +1 , but has a much greater curvature than would be expected from the input signal f (t) . Since k is in the range between zero and 2 r , equation (16) gives all possible parabolas that pass through the values f n and f n +1 and between the straight line g n ′ and the very strongly curved parabola in the bracket of the equation (16) lie. A value k = 8 z. B. equation (9) gives a value k = 4 equation (14). In Fig. 12, the value k is comprised by multipliers 1242 and 1252 operating at a fixed constant. Multiplier 1242 is multiplied by 16-k / 16 and multiplier 1252 k / 16, where k = 5, and the transcoder operates generally in accordance with equation (16). Multipliers 1224, 1226, 1238, 1246 and 1248 multiply by the quotient of a running variable divided by 2 r , where r = 4 and 2 r = 16. Multipliers 1242 and 1252 are of the same form, but with a fixed value counter. FIG. 13 shows the block diagram of a digital device for dividing the input signal X by a number of the form 2 r and multiplying the result by a running variable, which is denoted by p . In FIG. 13, the current variable p is fed to an input terminal 1310 and the multiplicand X to an input terminal 1320 . The multiplicand X arrives (in series or in parallel) at a register 1322 , which in the example shown is loaded with an 8-bit digital word 10000001, which represents the value 129. The highest digit MSB of register 1322 represents the value 128 in itself. The division by two is achieved by entering the content of register 1322 into the last eight stages of a 9-digit second register 1324 . The highest position in register 1324 also represents 128 and is preloaded with zero. Thus, the transition from 10000001 from register 1322 to register 1324 causes division by two. The value stored in the 9-digit register 1324 is transferred to the last 9 digits of the 10-digit register 1326 , the highest digit of which is preloaded with the value 128. The transfer of the data from the register 1324 into the register 1325 thus represents a further division by two. The data is again divided into the 11-digit register 1328 and the 12-digit register 1330 by subsequent transfer. At the end of the transfer process, registers 1324, 1326, 1328 and 1330 contain the contents X / 2, X / 4, X / 8 and x / 16, respectively. Since these components represent 8/16 X , 4/16 X , 2/16 X and 1/16 X , it is easy to understand that each partial value of X between 1/16 and 15/16 is the sum of the different combinations of the divided ones and values stored in the registers can be formed. In the example shown, p has the value 7 (digital 0111), so that the contents of registers 1326, 1328 and 1330 must be summed to form a sum of 7/16 X. The value of p is read into a register 1332 . The content of each stage of register 1332 is used to control the opening of registers 1324 through 1330 , as represented by gates 1334 through 1340 . A value one in one stage of register 1332 enables the associated register 1324 to 1330 to be opened for the subsequent summing circuits. Registers 1324 and 1326 are connected to the inputs of a summing circuit 1342 and registers 1328 to 1330 are connected to the inputs of a summing circuit 1344 . The outputs of the summing circuits 1342 and 1344 are in turn connected to the inputs of a further summing circuit 1346 , from which the output signal (p / 16 X) is finally formed. The blocks adjacent to the summers 1342, 1344 and 1346 represent the digital values in these points. The exemplary embodiments described so far take advantage of the multiplication by shifting and adding, but interpolators of a more general form according to FIG. 14 can also be used. The sampling rate of the input and output signals are chosen such that an integer number of transcoding blocks are created during each active line with simultaneous input and output sampling signal instants at the beginning and end of each transcoding block. Such interpolators have advantages compared to the prior art, even if ordinary multipliers are used, since only a few multipliers are required to achieve a certain accuracy. The interpolator according to FIG. 14 with only 4 multipliers corresponds to an arrangement in the prior art with 15 multipliers. In Fig. 14, an input signal is supplied through an input terminal 1410 to the inputs of a delay element 1412 and a synchronizing or timing circuit 1424 . Delay element 1412 delays the signal by a known amount and thus generates a delayed signal f n that defines the input signal as f n -1 . The delayed signal f n is further fed to a delay element 1414 and then to a delay element 1416 , whereby further delayed signals f n +1 and f n +2 are produced. The signals f n -1 , f n , f n +1 and f n +2 are applied to multipliers, which can usually be 8X8 multipliers, which generate the signals with a known function (taken from a tabular read-only memory 1420 ) of the current variable Multiply n generated by a synchronization or timing circuit 1424 . The multiplied signals are summed in an adder 1432 to form the desired interpolated output signal at the output terminal 1422 . Instead of a tabular read-only memory such as the memory ROM 1228 of FIG. 12 for the formation of the value of n 'from the value n according to the known pattern of the time position of the new scanning signal g n between the time positions of adjacent incoming scanning signals f n for a given general transcoding it is possible to use a logic circuit for calculating n 'from n according to the equation n ' = (M - 2 r ) × n (modulo 2 r ). Such a logic circuit is shown in FIG. 16. In FIG. 16, the input clock signals at the output or the new clock signal frequency F 2 are fed to an r -stage n counter 1230 , as in FIG. 12. The F 2 clock signals are also fed to a timing control circuit, which is shown as block 1616 and Reset pulses for the counter 1230 and for an n 'counter 1618 at the end of a count of 2 r F 2-clock pulses generated by the counter 1230 . Such a reset signal clears the contents of counters 1230 and 1618 at the beginning of each recurring block of strobe signals. Counter 1230 counts F 2 clock pulses to determine the current values of n , the number of output pulses within each interpolation block. The counting state continuously stored in register 1230 is shown at 13 (1101). With each successive F 2 clock pulse, the timing controller 1616 drives a clocked adder 1620 that has the value of n 'that is currently stored in the n ' register 1618 (as shown, the last or previous value of n 'was 13 or 1101 ), a fixed number (M -2 r ) added, which is represented by 5 (0101). The sum of these two is stored in a register 1622 , which has r +1 levels and in which the left level is the highest. The sum of 5 and the previous value of n '13 is 18 or 10010, which is stored in register 1622 as a running value. The lowest r levels of register 1622 are connected to corresponding levels of register 1618 in order to update the value of n 'to the current value. However, since only the lowest levels or places of register 1622 are connected, only these are stored in register 1618 as a new value n '. This arrangement causes the value of n 'to progress in units of five (M -2 r ) for each count of n until the sum exceeds the value (2 r -1), where the highest point in the (r + 1) Level of register 1622 switches to logic state 1. The transfer of the r lowest levels or digits allows progression in levels of five in a modulo-2 r manner. The embodiments described so far relate to interpolation between scan signal values along a horizontal scan line in a digital television system; it will be understood by those skilled in the art that the same interpolation methods can also be applied in the vertical direction to adjacent scan signal values in successive lines in order to interpolate between signals with different line scan speeds or in the time between scan signals at the same location in successive images for interpolation between signals different frame rates.

Claims (6)

1. Anordnung zur Transcodierung eines ersten Signals, das aus Abtastwerten einer ersten Folgefrequenz F 1 besteht ("F 1-Proben"), in ein zweites Signal, das aus Abtastwerten einer zweiten Folgefrequenz F 2 besteht ("F 2-Proben"), durch Interpolation zwischen F 1-Proben, wobei für die Interpolation einer gegebenen F 2-Probe die Werte von benachbarten F 1-Proben unter ausgewählter Gewichtung, die der Position der interpolierten F 2-Probe relativ zu diesen F 1-Proben entspricht, miteinander kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis F 2/F 1 zwischen der zweiten Abtastfrequenz F 2 und der ersten Abtastfrequenz F 1 im wesentlichen gleich dem Quotienten aus einer Summe und einer vorbestimmten mehrzahligen Potenz r der Zahl 2 gewählt ist, wobei sich die erwähnte Summe um eine kleine ganze Zahl von der vorbestimmten Potenz von 2 unterscheidet,
so daß sich aufeinanderfolgende gleichlange Blöcke ergeben, deren Enden durch praktisch gleichzeitiges Auftreten einer F 1-Probe und einer F 2-Probe definiert sind und in denen die Anzahl von F 1-Proben anders als die Anzahl von F 2-Proben ist und innerhalb derer sich die Position der F 2-Proben zwischen den jeweils benachbarten F 1-Proben fortschreitend von Probe zu Probe um Schritte verschiebt, die gleich Vielfachen von 1/2 r sind;
daß eine Einrichtung (1228) vorgesehen ist, die für die Interpolation der F 2-Proben jeweils zugehörige Gewichtungskoeffizienten bestimmt, die entsprechende Vielfache von 1/2 r enthalten;
daß ein Interpolator vorgesehen ist, der mindestens einen durch die Gewichtungskoeffizienten gesteuerten Gewichtungs-Multiplizierer (1248) enthält.
1. Arrangement for transcoding a first signal consisting of samples of a first repetition frequency F 1 (“ F 1 samples”) into a second signal consisting of samples of a second repetition frequency F 2 (“ F 2 samples”), by interpolation between F 1 samples, whereby for the interpolation of a given F 2 sample the values of neighboring F 1 samples under selected weighting, which corresponds to the position of the interpolated F 2 sample relative to these F 1 samples, are combined are characterized by
that the ratio F 2 / F 1 between the second sampling frequency F 2 and the first sampling frequency F 1 is essentially equal to the quotient of a sum and a predetermined multiple power r of the number 2, the sum mentioned being a small integer differs from the predetermined power of 2,
so that successive blocks of equal length result, the ends of which are defined by the practically simultaneous occurrence of an F 1 sample and an F 2 sample and in which the number of F 1 samples is different from the number of F 2 samples and within them the position of the F 2 samples between the adjacent F 1 samples progressively shifts from sample to sample by steps which are multiples of 1/2 r ;
that means ( 1228 ) are provided which determine respective weighting coefficients for the interpolation of the F 2 samples, which weighting coefficients contain corresponding multiples of 1/2 r ;
that an interpolator is provided which contains at least one weighting multiplier ( 1248 ) controlled by the weighting coefficients.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Interpolator folgendes aufweist:
eine Verzögerungseinrichtung (1214), die zum Empfang des ersten Signals angeschlossen ist, um zumindest ein zweites und ein drittes verzögertes Signal zu erzeugen, die gegenüber dem ersten Signal verzögert sind;
eine differenzbildende Einrichtung (1220, 1222), die mit der Verzögerungseinrichtung gekoppelt ist, um Differenzsignale zu bilden, welche die Amplitudendifferenz zwischen aufeinanderfolgenden verzögerten Signalen darstellen;
eine Multipliziereinrichtung (1226, 1238), die mit der differenzbildenden Einrichtung gekoppelt ist, um die Differenzsignale zu empfangen und sie zur Bildung gewichteter Differenzsignale mit einer laufenden Variablen zu multiplizieren;
einen Variablenerzeuger (1216, 1228, 1230), der mit der Multipliziereinrichtung und mit einem ein Taktsignal der zweiten Frequenz liefernden Taktsignalgenerator gekoppelt ist, um die laufende Variable entsprechend der zeitlichen Lage jeder neuen Abfrage zwischen aufeinanderfolgenden Abfragen des ersten Signals zu erzeugen;
eine Summiereinrichtung (1232, 1234, 1240, 1250, 1244), die mit der Mutlipliziereinrichtung gekoppelt ist, um die gewichteten Differenzsignale zu summieren.
2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the interpolator has the following:
delay means ( 1214 ) connected to receive the first signal to generate at least a second and a third delayed signal which are delayed from the first signal;
difference forming means ( 1220, 1222 ) coupled to the delay means to form difference signals representative of the amplitude difference between successive delayed signals;
multiplier means ( 1226, 1238 ) coupled to the difference forming means for receiving the difference signals and multiplying them by a running variable to form weighted difference signals;
a variable generator ( 1216, 1228, 1230 ) coupled to the multiplier and to a clock signal generator providing a clock signal of the second frequency to generate the current variable according to the timing of each new query between successive queries of the first signal;
a summing device ( 1232, 1234, 1240, 1250, 1244 ) coupled to the multiplication device for summing the weighted difference signals.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Variablenerzeuger (1216, 1228, 1230) einen Zähler (1230) enthält, der das Taktsignal der zweiten Frequenz empfängt und für die Dauer eines der Blöcke zählt, um ein sich fortschreitend erhöhendes Zählsignal über die Dauer jedes der Blöcke zu erzeugen.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the variable generator ( 1216, 1228, 1230 ) contains a counter ( 1230 ) which receives the clock signal of the second frequency and counts for the duration of one of the blocks by a progressively increasing count signal to generate the duration of each of the blocks. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Zähler (1230) ein Festwertspeicher (1228) gekoppelt ist, der durch das sich fortschreitend erhöhende Zählsignal adressiert wird, um als die erwähnte laufende Variable ein Ausgangssignal in Form einer vorbestimmten Folge von Zahlen zu erzeugen, die repräsentativ für die zeitliche Lage jeder Abfrage des zweiten Signals gegenüber benachbarten Abfragen des ersten Signals sind.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that a read-only memory ( 1228 ) is coupled to the counter ( 1230 ), which is addressed by the progressively increasing counting signal to an output signal in the form of a predetermined sequence of numbers as said running variable generate that are representative of the temporal position of each query of the second signal with respect to adjacent queries of the first signal. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Interpolator folgendes aufweist:
eine Einrichtung (1214) zum Bestimmen der Werte einer ersten, einer zweiten und einer dritten Abfrage des ersten Signals;
eine Einrichtung (1218, 1220) zur Bildung eines ersten Differenzsignals entsprechend der Differenz zwischen den Werten der ersten und der zweiten Abfrage und zur Bildung eines zweiten Differenzsignals entsprechend der Differenz zwischen den Werten der zweiten und der dritten Abfrage;
eine Einrichtung (1224, 1226) zur Gewichtung des ersten und des zweiten Differenzsignals gemäß der gegenseitigen zeitlichen Lage der Abfragen entsprechend dem erwähnten Fortschreiten;
eine Einrichtung (1232) zur Summierung des gewichteten zweiten Differenzsignals mit dem Wert der zweiten Abfrage des ersten Signals, um einen linear interpolierten Zwischen-Abfragewert zwischen der zweiten und der dritten Abfrage zu bilden;
eine Einrichtung (1234) zur Summierung des gewichteten ersten Differenzsignals mit dem Wert der zweiten Abfrage des ersten Signals, um einen von der ersten und zweiten Abfrage des ersten Signals linear extrapolierten Abfragewert zu bilden;
eine Einrichtung (1242) zur Gewichtung des linear extrapolierten Zwischen-Abfragewertes in direkter Beziehung zur Differenz in der gegenseitigen zeitlichen Lage der Abfragewerte innerhalb des erwähnten Fortschreitens, um einen ersten Teilwert zu bilden;
eine Einrichtung (1246) zur Gewichtung des linear extrapolierten Abfragewertes mit einem Faktor, der gleich Eins minus der Gewichtung des interpolierten Zwischen- Abfragewertes ist, um einen zweiten Teilwert zu bilden;
eine Einrichtung (1250, 1252, 1244) zur Summierung des ersten und des zweiten Teilwertes, um den quadratisch approximierten interpolierten Abfragewert zu erhalten.
5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the interpolator has the following:
means ( 1214 ) for determining the values of first, second and third samples of the first signal;
means ( 1218, 1220 ) for forming a first difference signal corresponding to the difference between the values of the first and second samples and for forming a second difference signal corresponding to the difference between the values of the second and third samples;
means ( 1224, 1226 ) for weighting the first and second difference signals in accordance with the mutual temporal position of the queries in accordance with the aforementioned progress;
means ( 1232 ) for summing the weighted second difference signal with the value of the second sample of the first signal to form a linear interpolated intermediate sample between the second and third samples;
means ( 1234 ) for summing the weighted first difference signal with the value of the second sample of the first signal to form a sample value linearly extrapolated from the first and second samples of the first signal;
means ( 1242 ) for weighting the linearly extrapolated intermediate query value in direct relation to the difference in the mutual temporal position of the query values within said progression to form a first partial value;
means ( 1246 ) for weighting the linearly extrapolated sample by a factor equal to one minus the weighting of the interpolated intermediate sample to form a second partial value;
means ( 1250, 1252, 1244 ) for summing the first and second partial values in order to obtain the quadratic approximated interpolated query value.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Interpolator folgendes aufweist:
eine Verzögerungseinrichtung (1412-1416), die zum Empfang des ersten Signals angeschlossen ist, um dieses Signal zur Bildung mindestens eines zweiten und eines dritten verzögerten Signals zu verzögern;
einen Variablenerzeuger (1420), der mit einem ein Taktsignal der zweiten Frequenz liefernden Taktsignalgenerator gekoppelt ist, um laufende Variable zu erzeugen, die in Relation zu der zeitlichen Lage sind, welche jede neue Abfrage zwischen aufeinanderfolgenden Abfragen des ersten Signals einnimmt;
eine Multipliziereinrichtung (1418, 1426-1430), die mit der Verzögerungseinrichtung und mit dem Variablenerzeuger gekoppelt ist, um die verzögerten Signale zu empfangen und sie mit den laufenden Variablen zu multiplizieren, so daß gewichtete verzögerte Signale gebildet werden;
eine Summiereinrichtung (1432), die mit der Multipliziereinrichtung gekoppelt ist, um die gewichteten verzögerten Signale zu summieren.
6. Arrangement according to claim 1, characterized in that the interpolator has the following:
delay means ( 1412-1416 ) connected to receive the first signal to delay that signal to form at least a second and a third delayed signal;
a variable generator ( 1420 ) coupled to a clock signal generator providing a clock signal of the second frequency to generate running variables that are related to the timing that each new query occupies between successive queries of the first signal;
multiplier means ( 1418, 1426-1430 ) coupled to the delay means and to the variable generator to receive the delayed signals and multiply them by the current variables to form weighted delayed signals;
summing means ( 1432 ) coupled to the multiplier for summing the weighted delayed signals.
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