<Desc/Clms Page number 1>
CONTROLE VAN DE STABILITEIT VAN EEN PAL/NTSCVIDEOSIGNAAL VIA CROSSCOLOR Voorwoord Bij de start van kleurentelevisie werden de meeste metingen op een videosignaal uitgevoerd met een golfvormmonitor, een vectorscoop en een frequentie- /verhoudings-meter.
De evolutie van de beeldverwerking is er mede de oorzaak van dat in geval van complexe montages of beeldmanipulaties het te bewerken videosignaal voldoende stabiel moet zijn, en moet voldoen aan de uitzendnorm.
Zoniet is de kans groot dat bepaalde videobewerkingen slecht of in het geheel niet zullen uitgevoerd worden.
Een belangrijk kenmerk van een Pal-video-signaal is de verkoppeling tussen de kleurendraaggolf (fs) en de lijnfrequentie (fH). Men spreekt in dit verband van de FH-relatie van een videosignaal. De complexiteit van deze relatie spruit voort uit de compatibiliteitseis van een kleurensignaal met een zwart-wit-signaal. Dit heeft uiteindelijk geleid tot de fameuze acht-raster-cyclus en de Pal-offset.
Omdat de stabiliteit van een videosignaal voor een zeer groot deel bepaald wordt door de FH-relatie, is het zeer belangrijk dat deze relatie goed kan beoordeeld worden. De laatste jaren is hierin nogal vooruitgang gemaakt en zijn speciale meettoestellen op de markt versehenen die meestal gebaseerd zijn op de meetmethode van'Van Dael' (EBU Review, no 172 december 1978, pp. 265-281). Deze methode is vooral gekend omdat ze toelaat het eerste raster in de acht-rastercyclus te bepalen, maar ook,
<Desc/Clms Page number 2>
omdat ze toelaat de stabiliteit van de F/H-verkoppeling te beoordelen.
Zelfs bij relatief kleine onstabiliteiten kunnen bepaalde elektronische beeldverwerkingstoestellen weigeren het desbetreffende videosignaal te bewerken.
Het vervelende is bovendien dat televisietoestellen of beeldmonitoren hiervan weinig last ondervinden.
Bijgevolg wordt nogal dikwijls de verkeerde conclusie getrokken en veel tijd verloren.
Om snel een juiste beoordeling te kunnen maken is dus gespecialiseerde apparatuur nodig waarmee de gebruiker van video-apparatuur regelmatig de stabiliteit van zijn signalen kan beoordelen.
Door de eigenschappen van een Pal-signaal te bestuderen kan men hierin een aantal duidelijke patronen herkennen of naar voor laten komen. Het zijn nu juist deze patronen die zullen toelaten de FH-relatie en bijgevolg ook de stabiliteit van een videosignaal te beoordelen.
Een van deze patronen is crosscolor. Dit is overspraak van componenten uit het luminantiekanaal naar het chromakanaal die na demodulatie als storende kleurcomponenten tevoorschijn komen. De industrie probeert door allerlei technieken ('cleancoding'en het gebruik van kamfilters) deze nadelige verschijnselen zoveel mogelijk te onderdrukken.
Deze crosscolor legt evenwel het verband tussen de twee basissignalen (fs en fH) waarrond het PAL-systeem opgebouwd is. Indien men er kan in slagen een willekeurig videosignaal een bepaalde vorm van crosscolor te laten produceren, dan kunnen hieruit belangrijke conclusies getrokken worden.
<Desc/Clms Page number 3>
Principe - Van een videosignaal wordt het actieve beeldgedeelte vervangen door een signaal fq afkomstig van een lokale oscillator.
- De vrijloopfrequentie van fq is op een paar Hz na gelijk aan de standaard hulpdraag-golffrequentie bij PAL (fs=4433618, 75 Hz).
- Bij het begin van elke lijn wordt de oscillator getriggerd, zodat de aanvangsfase van fl bij het begin van elke lijn gelijk blijft.
Wiskundig zou dit kunnen geformuleerd worden als : fq = n x fH waarbij n ongeveer gelijk is aan 283 Op een ZW-monitor zou dit signaal een verticaal streepjespatroon veroorzaken, maar op een kleurenmonitor resulteert dit na demodulatie in een sterk gestructureerde crosscolor die eigen is aan het PAL- systeem.
In het ideale geval kan dit beeld als volgt omschreven worden : - Schuin oplopende rechte strepen met een roodblauw- achtige kleur - Het einde van een schuine lijn en het begin van de volgende liggen op eenzelfde ingebeelde verticale lijn (AB in de figuren 1 en 2) - Het strepenpatroon staat stil op het beeldscherm - Het aantal schuine lijnen op het scherm is een maat voor de afwijking van fq ten opzichte van de standaard hulpdraaggolffrequentie. De helling (links-of rechtsoplopend) heeft te maken met de relatieve afwijking van fs ten opzichte van fq. figuren 1 en 2]
<Desc/Clms Page number 4>
Bepaalde afwijkingen ten opzichte van dit ideale beeld laten toe een aantal conclusies te trekken : - Bij afwezigheid van Pal-offset gaan de schuine lijnen perfect verticaal staan [figuur 3].
- Inelkaargrijpende stilstaande schuine lijnen wijzen op een Pal-offset die een veelvoud is van 25Hz. [figuur 4] - Indien de lijnen niet perfect rechtlijnig zijn, duidt dit op een niet lineair toegepaste Pal- offset. [figuur 5] (Volgens de meetmethode van'Van
Dal'zou dit resulteren in een vervormd 25-Hz- signaal. ) - Indien de lijnen over het beeld langzaam rollen duidt dit op een nietverkoppelde Pal-offset. (een
25-hz-offset die niet aan de beeldfrequentie verkoppeld is) - Het totaal onstabiel zijn van het beeld duidt op zware onstabiliteiten.
(dit laat ondermeer toe het vergrendelingsproces van een SPG te volgen) Uitvoering Het is aangewezen dit principe toe te passen in de decoder van een kleurenmonitor, waar het kan be-
EMI4.1
schouwd worden als een aanvulling op de'Splitscreen'-modus die reeds geruime tijd op veel toestel- len aanwezig is en die vooral tot doel heeft het gedeelte van het signaal in de horizontale en vertikale onderdrukking op het beeldscherm zichtbaar te maken.
Figuur 6 geeft in een blokschema een mogelijke uitvoering van dit principe toegepast in de decoder van een kleurentelevisie of kleurenmonitor.
- In het luminantiekanaal van de decoder wordt het signaal onderbroken zodat het crosscolor- signaal hierdoor niet gestoord kan worden.
<Desc/Clms Page number 5>
- In het chrominantiekanaal van de decoder wordt het signaal onderbroken en vervangen door een signaal afkomstig van een lokale oscillator (fq).
- De vrijloopfrequentie (fq) is op een paar hz na gelijk aan de standaard hulpdraaggolffrequentie bij Pal.
- De lokale oscillator wordt telkens bij het begin van elke lijn getriggerd zodat de aanvangsfase van fq op elke lijn dezelfde blijft.
- Het geheel is via een schakelaar S omschakelaar waardoor de oorspronkelijke functie van het, toestel eveneens kan behouden blijven.
NTSC-signalen : Wat NTSC betreft is er het probleem van het niet omschakelen van de V-vector waardoor de crosscolor een andere vorm krijgt. Dit kan omzeild worden door in de NTSC-decoder de V-vector evenals bij PAL elke lijn om te schakelen.
Bij NTSC bestaat er ook geen NTSC-offset analoog aan de Pal-offset. Dit maakt dat voor een ideaal NTSCsignaal de crosscolor niet schuin maar verticaal zal staan zoals in het geval van een Pal-signaal zonder Pal-offset.
<Desc / Clms Page number 1>
CHECKING THE STABILITY OF A PAL / NTSC VIDEO SIGNAL THROUGH CROSSCOLOR Foreword At the start of color television, most measurements on a video signal were made with a waveform monitor, a vector scope and a frequency / ratio meter.
The evolution of image processing is partly responsible for the fact that in the case of complex edits or image manipulations, the video signal to be processed must be sufficiently stable and must comply with the broadcast standard.
Otherwise, there is a good chance that certain video edits will be performed poorly or not at all.
An important feature of a Pal video signal is the coupling between the color carrier (fs) and the line frequency (fH). In this context, one speaks of the FH relationship of a video signal. The complexity of this relationship arises from the compatibility requirement of a color signal with a black and white signal. This eventually led to the famous eight-grid cycle and the Pal offset.
Because the stability of a video signal is largely determined by the FH relationship, it is very important that this relationship can be properly assessed. In recent years, considerable progress has been made in this regard and special measuring devices have appeared on the market, which are usually based on the measuring method of 'Van Dael' (EBU Review, no 172 December 1978, pp. 265-281). This method is mainly known because it allows to determine the first grid in the eight-grid cycle, but also,
<Desc / Clms Page number 2>
because it allows to assess the stability of the F / H coupling.
Even with relatively small instabilities, certain electronic image processing devices may refuse to process the respective video signal.
The annoying thing is that television sets or video monitors are not bothered by this.
Consequently, the wrong conclusion is often drawn and a lot of time is lost.
In order to be able to make a correct assessment quickly, specialized equipment is therefore required with which the user of video equipment can regularly assess the stability of his signals.
By studying the properties of a Pal signal, a number of clear patterns can be recognized or brought to light. It is precisely these patterns that will allow to assess the FH relationship and, consequently, the stability of a video signal.
One of these patterns is cross-color. This is crosstalk of components from the luminance channel to the chroma channel that appear as disturbing color components after demodulation. The industry tries to suppress these adverse phenomena as much as possible by means of various techniques ('cleancoding' and the use of comb filters).
However, this cross-color makes the connection between the two basic signals (fs and fH) around which the PAL system is built. If one can succeed in having a random video signal produce a certain form of cross-color, then important conclusions can be drawn from this.
<Desc / Clms Page number 3>
Principle - The active image part of a video signal is replaced by a signal fq from a local oscillator.
- The freewheel frequency of fq, except for a few Hz, is equal to the standard auxiliary carrier wave frequency at PAL (fs = 4433618, 75 Hz).
- At the beginning of each line, the oscillator is triggered, so that the initial phase of fl remains the same at the beginning of each line.
Mathematically, this could be formulated as: fq = nx fH where n is approximately 283. On a ZW monitor, this signal would cause a vertical bar pattern, but on a color monitor, after demodulation, this will result in a highly textured cross-color inherent in the PAL system.
Ideally, this image can be described as follows: - Sloping straight stripes with a red-blue-ish color - The end of an oblique line and the beginning of the next lie on the same imagined vertical line (AB in Figures 1 and 2 ) - The stripe pattern freezes on the screen - The number of oblique lines on the screen is a measure of the deviation of fq from the standard subcarrier frequency. The slope (ascending left or right) has to do with the relative deviation of fs from fq. figures 1 and 2]
<Desc / Clms Page number 4>
Certain deviations from this ideal image allow a number of conclusions to be drawn: - In the absence of Pal offset, the oblique lines will be perfectly vertical [figure 3].
Interlocking stationary oblique lines indicate a Pal offset that is a multiple of 25Hz. [figure 4] - If the lines are not perfectly rectilinear, this indicates a non-linearly applied Pal offset. [Figure 5] (According to the measurement method of'Van
This would result in a distorted 25 Hz signal. ) - If the lines across the image slowly scroll, this indicates an uncoupled Pal offset. (a
25 Hz offset that is not coupled to the frame rate) - The total unstability of the image indicates severe instabilities.
(this allows, among other things, to follow the locking process of an SPG) Implementation It is recommended to apply this principle in the decoder of a color monitor, where it can be
EMI4.1
be considered as an addition to the 'split screen' mode, which has been available on many devices for some time and which has the primary purpose of making the part of the signal visible in the horizontal and vertical blanking on the screen.
Figure 6 shows in a block diagram a possible embodiment of this principle applied in the decoder of a color television or color monitor.
- In the luminance channel of the decoder, the signal is interrupted so that the cross-color signal cannot be disturbed by this.
<Desc / Clms Page number 5>
- In the chrominance channel of the decoder, the signal is interrupted and replaced by a signal from a local oscillator (fq).
- The freewheel frequency (fq) is, except for a few hz, equal to the standard subcarrier frequency at Pal.
- The local oscillator is always triggered at the beginning of each line so that the initial phase of fq on each line remains the same.
- The whole is via a switch S changeover switch, so that the original function of the appliance can also be preserved.
NTSC signals: As far as NTSC is concerned, there is the problem of not switching the V vector which gives the cross color a different shape. This can be circumvented by switching the V-vector in the NTSC decoder as well as in PAL each line.
With NTSC, there is also no NTSC offset analogous to the Pal offset. This means that for an ideal NTSC signal, the cross color will not be oblique but vertical as in the case of a Pal signal without Pal offset.