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Die Erfindung betrifft ein System zur Erhöhung der Schärfe von Farbübergängen
in Farbfernsehbildern.
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Bei den bekannten Verfahren zur übertragung von Farbfernsehbildern
wird die Leuchtdichteinformation mit voller Bandbreite übertragen, während die Bandbreite
für die Farbinformation reduziert wird. Nach der in Deutschland gültigen Norm beträgt
die Bandbreite für das Leuchtdichtesignal 5 MHz und für das Farbartsignal etwa 1,3
MHz, was auch für die Farbdifferenzsignale und unter Umständen für die Farbwertsignale
gilt. Diese Bandbreitenreduzierung ist durch das geringere Auflösungsvermögen des
Auges für Farben gegenüber Schwärz-Weiß-Bildern möglich. Durch die geringere Bandbreite
des Farbartsignals werden die Farbübergänge unschärfer. In der Regel stört dies
bei normalem Betrachtungsabstand nicht. Unter bestimmten Voraussetzungen können
diese unscharfen übergänge merkbar sein, z. B. bei geringem Betrachtungsabstand
der Farbfernsehbilder und besonders bei übergangen zwischen Farben, die auf entgegengesetzten
Seiten des Farbkreises liegen, z. B. Grün und Purpur.
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Zur Erhöhung der Schärfe von Fernsehbildern ist es bekannt, von dem
eigentlichen Signal dessen zweiten Differentialquotienten zu subtrahieren, so daß
steilere Spannungssprünge der Signale entstehen. Auch beim Farbfernsehen sind derartige
Verfahren anwendbar. So ist es beispielsweise bekannt, höherfrequente Anteile eines
der mit Hilfe einer Farbfernsehkamera erzeugten Signale (beispielsweise das Leuchtdichtesignal
oder das Grünsignal) zur Erhöhung der Schärfe der anderen Kanäle zu verwenden.
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Das letztgenannte Verfahren kann beispielsweise bei einer 4-Röhren-Farbkamera
angewandt werden, bei welcher die Farbwertsignale zunächst mit geringerer Bandbreite
übertragen werden, so daß sich Deckungsfehler nicht störend bemerkbar machen, wenn
anschließend die höherfrequenten Anteile des Leuchtdichtesignals den Farbwertsignalen
zugemischt werden.
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Die bekannten Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, daß mindestens
eines der Signale über einen Anteil an höheren Frequenzen verfügen muß.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal
und, solange kein Spannungssprung im Leuchtdichtesignal auftritt, auch die Komponenten
des Farbartsignals bzw. die Farbwertsignale um die halbe Anstiegszeit der Komponenten
des Farbartsignals bzw. der Farbwertsignale verzögert werden, daß vom Auftreten
eines Spannungssprunges im unverzögerten Leuchtdichtesignal an während einer halben
Anstiegszeit die Komponenten des Farbartsignals bzw. die Farbwertsignale um ihre
ganze Anstiegszeit verzögert, während einer darauffolgenden halben Anstiegszeit
unverzögert - und danach wieder um eine halbe Anstiegszeit verzögert weitergeleitet
werden.
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Durch das erfindungsgemäße System werden die ursprünglich unscharfen
Farbübergänge scharf wiedergegeben. Es wird dabei die Tatsache ausgenutzt, daß in
der Regel die Flanken des Farbartsignals mit denen des Leuchtdichtesignals zeitlich
zusammenfallen. Sollte ausnahmsweise kein Sprung im Leuchtdichtesignal, jedoch ein
Sprung im Farbartsignal auftreten, so wird die Flankensteilheit des Farbartsignals
bzw. dessen Komponenten zwar nicht
| AICzlNAk beim System jedoch keine zusätz- |
liehen Fehler auf. Tritt im Leuchtdichtesignal ein Sprung auf, ohne daß das Farbartsignal
einen Sprung aufweist, so tritt ebenfalls kein Fehler auf, da in diesem Fall die
Werte des unverzögerten und des verzögerten Farbartsignals gleich groß sind.
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Die Erfindung soll an Hand der Schaltungsbeispiele für das erfindungsgemäße
System darstellenden Figuren erläutert werden. Hiervon zeigt F i g. 1 schematisch
eine Schaltungsanordnung, F i g. 2 ein Diagramm des Spannungsverlaufes an verschiedenen
Punkten der Schaltungsanordnung nach F i g. 1, F i g. 3 eine weitere Schaltungsanordnung,
F i g. 4 a und 4 b schematisch zwei Schaltungsanordnungen zur Ableitung von Schaltimpulsen.
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In F i g. 1 sind V und U Farbdifferenzsignale und Y
das Leuchtdichtesignal. Mit dem Index e sind die Eingangssignale und mit dem Index
a die Ausgangssignale bezeichnet. Die Farbdifferenzsignale U, und Ve werden je einer
Schaltungsanordnung zugeführt, wie sie im folgenden beschrieben ist. Die Laufzeitkette
1 hat eine Laufzeit entsprechend der halben Anstiegszeit der Farbdifferenzsignale.
Vom Ausgang der Laufzeitkette 1 wird das Farbdifferenzsignal einem Umschalter S
zugeführt und gelangt vom Umschaltkontakt 2 zum Ausgang der Schaltungsanordnung.
Wegen der Schnelligkeit der Vorgänge ist der Umschalter S selbstverständlich ein
elektronischer Umschalter. Vom Eingang und vom Ausgang der Laufzeitkette
1 führt je ein Schalter 4 bzw. 5 zum Eingang eines Speichers
6. Der Ausgang des Speichers ist mit dem Festkontakt 7 .deg Umschalters 2 verbunden.
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Das Leuchtdichtesignal Y wird ebenfalls über eine Laufzeitkette 8
mit gleicher Verzögerungszeit wie die Laufzeitkette 1. geführt. Vor der Laufzeitkette
8 ist ein Hochpaß 9 an die Leitung des Leuchtdichtesignals angeschlossen.
Der Hochpaß 9 leitet nicht nur hohe Frequenzen des Leuchtdichtesignals, die den
Spannungssprüngen entsprechen, -weiter, sondern überträgt auch einen Anteil der
Störspannung mit hohen Frequenzen. Da jedoch nur aus Spannungssprüngen ein Schaltsignal
abgeleitet werden soll, ist ein Schwellwertdetektor 10 vorgesehen, der nicht auf
die vom Hochpaß 9 übertragene Störspannung anspricht. Das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors
10 wird einem Impulsformer 11 zugeführt, der bei Auftreten eines Spannungssprunges
im Leuchtdichtesignal einen Schaltimpuls abgibt, der kurz gegenüber der Anstiegszeit
des Farbdifferenzsignals ist.
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Der Schalter 5 wird direkt vom _ Impulsformer 11
gesteuert,
d. h., bei Vorhandensein des Schaltimpulses ist der Schalter 5 geschlossen. über
die Schaltung 12
(Impulsformer) steuert der Schaltimpuls den Umsehalter S
in der Art, daß sofort bei Auftreten des Schaltimpulses der Umschalter S auf den
Kontakt 7 gelegt wird und das Signal dem Speicher 6 entnommen wird. Nach einer vorgegebenen
Zeit, die etwa der Anstiegszeit der Farbdifferenzsignale entspricht, springt der
Umschalter auf den Kontakt 3 zurück.
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Der Schaltimpuls wird außerdem durch ein Verzögerungsglied 13 mit
der halben Anstiegszeit des Farbsignals verzögert und über einen weiteren Impulsformer
14 dem Schalter 4 zugeführt, der dadurch eine halbe Anstiegszeit nach Auftreten
des Schaltimpulses kurzzeitig, also im Zeitpunkt t3 (F i g. 2), geschlossen wird.
Es
wird der Wert nach dem Farbsprung in den Speicher 6 eingeschrieben und über den
Umschalter S an den Ausgang gegeben.
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Tritt also ein Spannungssprung im Leuchtdichtesignal auf, der über
den Hochpaß S übertragen wird und größer ist als ein bestimmter Schwellwert, so
wird der Schalter 5 kurzzeitig geschlossen. Der Momentanwert des um die Verzögerungszeit
der Laufzeitkette 1 verzögerten Farbdifferenzsignals wird in den Speicher 6 eingeschrieben,
gleichzeitig wird der Umschalter auf den Kontakt 7 geschaltet.
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Durch die Speicherung des Momentanwertes des Ausgangssignals des Speichers
6 zum Zeitpunkt des Spannungssprunges im Leuchtdichtesignal und durch die Umschaltung
des Umschalters S auf den Kontakt 7 wird erreicht, daß für die Zeitdauer von t1
bis t2, wie es in F i g. 2 dargestellt ist, der Wert des Farbdifferenzsignals vor
dem Sprung als Ausgangssignal verwendet wird.
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Die gleiche Schaltungsanordnung kann natürlich auch in jeden der drei
Leitungszüge von bandbreitenbegrenzten Farbwertssignalen eingefügt werden, um deren
Flankensteilheit zu erhöhen.
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In F i g. 2 ist unter a der Spannungssprung des unverzögerten Leuchtdichtesignals
- dargestellt. Die Kurve b zeigt das um die halbe Anstiegszeit verzögerte Leuchtdichtesignal.
Die Kurve c stellt einen Spannungssprung eines Farbdifferenzsignals dar, wie er
am Ausgang der Laufzeitkette 1 auftritt. Der Übersichtlichkeit halber sind hierbei
alle Signale mit gleicher Amplitude dargestellt, was jedoch nicht der Fall zu sein
braucht.
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Nachdem die halbe Anstiegszeit des Farbsignals, vom Zeitpunkt des
Spannungssprunges des Leuchtdichtesignals aus gerechnet, vergangen ist, wird im
Zeitpunkt t2 der Schalter 4 kurzzeitig geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt hat
das Eingangssignal bereits den Spannungssprung beendet. Dieser neue Spannungswert
wird also in den Speicher 6 eingeschrieben und bis zum Zeitpunkt t3 über den Schalter
S zum Ausgang übertragen. Zum Zeitpunkt t3 hat-auch das Ausgangssignal der Laufzeitkette
1 den Spannungssprung beendet. Der Umschalter S schaltet auf den Kontakt 3 zurück.
Somit entsteht ein Spannungssprung im Farbdifferenzsignal, der dem Spannungssprung
des verzögerten Leuchdichtesignals (Kurve b) etwa entspricht.
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Tritt im Leuchtdichtesignal ein Spannungssprung auf, ohne daß ein
Farbdifferenzsignal oder Farbwertsignal einen Spannungssprung aufweist, so werden
die oben beschriebenen Schalterfunktionen ausgelöst. Da jedoch dann das Ausgangs-
und Eingangssignal der Laufzeitkette 1 gleich groß oder nahezu gleich groß
sind, wird das Farbdifferenzsignal bzw. das Farbwertsignal kaum beeinflußt.
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Weist jedoch nur das Farbdifferenzsignal bzw. das Farbwertsignal einen
Spannungssprung auf, so werden die Farbdifferenzsignale bzw. die Farbwertsignale
unverändert, d. h. mit ihrer durch die Bandbreitenbegrenzung gegebenen Anstiegszeit
übertragen.
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Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 wird das Signal U, bzw.
V, dessen Flankensteilheit erhöht werden soll, dem Eingang einer Laufzeitkette 22
zugeführt, die eine Verzögerungszeit von der Hälfte der Anstiegszeit des Signals
aufweist. Der Ausgang der Laufzeitkette 22 ist mit einer weiteren Laufzeitkette
23 mit gleicher Verzögerungszeit verbunden. Der
| "INA]Laufzeitkette 22, der Verbindungspunkt |
beider Laufzeitketten 22 und 23 und der Ausgang der Laufzeitkette 23 sind an je
einen Festkontakt 27, 25, 26 eines Umschalters 24 angeschlossen. Der Arm dieses
dreifachen Umschalters bildet den Ausgang der Schaltungsanordnung. Ein Schaltimpuls,
welcher von einem Spannungssprung des Leuchtdichtesignals abgeleitet wird, wird
bei 29 der Schaltungsanordnung zugeführt und gelangt in eine Schaltung (Impulsformer)
28, welche bewirkt, daß bei Eintreffen des Schaltimpulses der Schalter
24 aus der Stellung
25 in die Stellung
26 gebracht wird, dort
für die halbe Anstiegszeit des Signals U, bzw. V, verweilt, dann zum Kontakt 27
gelangt, dort wieder für die halbe Anstiegszeit des Signals verweilt und dann wieder
auf den Kontakt 25 geschaltet wird, der die Normalstellung des Umschalters 24 ist.
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Von der Zeit t1 bis zur Zeit t, .(F i g. 2) befindet sich der Umschalter
in der Stellung 26. Während dieser Zeit gelangt das um die ganze Anstiegszeit verzögerte
Signal U, bzw. V, zum Ausgang. Zur Zeit t2, wenn also die halbe Anstiegszeit vergangen
ist, wird der Schalter auf den Kontakt 27 gelegt, so daß das unverzögerte Signal
das Ausgangssignal VQ ist. Dadurch entsteht ähnlich wie bei der Schaltungsanordnung
nach F i g. 1 der in F i g. 2, Kurve b, gezeigte Spannungsverlauf. Zur Zeit t3 gelangt
der Um-Schalter 24 wieder in die Stellung 25, womit die Schaltungsanordnung wiederum
zur Übertragung eines weiteren.Spannungssprunges bereit ist.
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Wie in Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben, kann der Schaltimpuls,
das ist ein Impuls zur Auslösung der Schaltvorgänge bei den Schaltungsanordnungen
nach F i g. 1 und 3, vom -Leuchtdichtesignal abgeleitet werden, indem das Leuchtdichtesignal
über einen Hochpaß geleitet und das Ausgangssignal dieses Hochpasses einem Schwellwertdetektor
zugeführt wird. Man kann jedoch den Schaltimpuls auch von anderen Signalen ableiten,
beispielsweise von dem gleichen Signal, dessen Flankensteilheit erhöht werden soll,
oder wie es in F i g. 4 a gezeigt ist, vom Y-Signal und zwei Farbdifferenzsignalen,
die mit Hilfe einer UND-Schaltung miteinander verknüpft sind. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, nach F i g. 4 b den Schaltimpuls mit Hilfe einer UND-Schaltung von
den beiden Farbdifferenzsignalenabzuleiten. Zuvor müssen jedoch wie bei der Schaltungsanordnung
nach F i g. 1 das Leuchtdichtesignal und die Farbdifferenzsignale über Hochpässe
und' Schwellwertdetektoren geleitet werden.
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Da das Leuchtdichtesignal eine wesentlich höhere Bandbreite als die
Farbdifferenzsignale aufweist, kann es vorkommen, daß während der Anstiegszeit der
Farbdifferenzsignale mehrere Spannungssprünge im Leuchtdichtesignal auftreten und
dadurch der Ablauf der Schaltvorgänge in den Zuleitungen der Farbdifferenzsignale
gestört wird. Um nun zu verhindern, daß die nach einem ersten Spannungssprung im
Leuchtdichtesignal eventuell auftretenden Spannungssprünge Schaltimpulse auslösen,
kann beispielsweise zwischen dem Schwellwertdetektor 10 und dem Impulsformer
11 (F i g. 1) ein elektronischer Schalter 15 eingefügt werden, der nach Eintreffen
eines ersten Spannungssprunges für eine Anstiegszeit des Farbdifferenzsignals geöffnet
ist. Dieser Zeitabschnitt stimmt mit demjenigen überein, für den der Umschalter
auf dem Kontakt 7 steht, der Schalter 15 kann also ebenfalls vom Verzögerungsglied
12 gesteuert werden.
Das Verfahren kann sinngemäß auch benutzt werden,
um Farbränder, die durch andere Fehler, beispielsweise Farbdeckungsfehler in Farbfernsehkameras,
verursacht werden, zu beseitigen. Der Schaltimpuls wird dann von einem unabhängig
gewonnenen Leuchtdichtesignal abgeleitet, oder er wird aus dem augenblicklich größten
Farbdifferenz- oder Farbwertsignal gewonnen.