DE1941848C3

DE1941848C3 - Verfahren zur Trennung der Leuchtdichte- und Farbartkomponente in einem PAL- Farbfernsehsignal

Info

Publication number: DE1941848C3
Application number: DE19691941848
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. 6100 Darmstadt Jaeschke
Original assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1969-08-16
Filing date: 1969-08-16
Publication date: 1973-10-04
Also published as: FR2058320B1; DE1941848B2; FR2058320A1; GB1280733A; NL7012027A; DE1941848A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung der Leuchtdichte- und Farbartkomponente in einem PAL-Farbfernsehsignal durch Laufzeitentmischung.

Derartige Verfahren dienen insbesondere dazu, bei der Umsetzung von Farbfemsehsignalen in andere Farbsysteme (Transcodierung, Normwandlung) die Komponenten des Signals vor der Umsetzung zu entmischen, so daß sein Leuchtdichteanteil und sein Farbanteil ohne gegenseitige Störung in voller Bandbreite verarbeitet werden können. Ferner lassen sich derartige Verfahren dazu verwenden, Qualitätsminderungen der empfangenen Bilder in Farbfernsehempfängern zu vermeiden, die durch die angewandten Demodulationstechniken auftreten. Diese Qualitätsminderungen zeigen sich als durch den Farbträger hervorgerufene Störmuster auf dem Bildschirm und als sogenannte »crosscolour-Störungen«, die durch Leuchtdiichtekomponenten in den Farbdcmodulatoren verursacht werden.

Es ist bekannt, die Farbträger aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen in zwei Addierstufen mit einer solchen Phase und Amplitude zu addieren, daß am Ausgang der ersten Addierstufe nur das der nicht umgeschalteten Modulationsachse und am Ausgang der zweiten Addierstufe nur das der umgeschalteten Modulationsachse entsprechende farbträgerfrcquente Signal steht (deutsche Ausiegeschrift 1 252 731). Im Unterschied dazu liegt der Erfindung die Auf-

gäbe zuerunde. PAL-Farbfernsehsignale in seine Komponenten, das Leuchtdichte- und das Farbartsignal bzw. die Farbdifferenzsignale aufzuspalten. Zur Lösung der Aufgabe ist ein Kammfilter für das PAL-Sianaf bekannt, bei welchem das Fa.bbild:,ignal

ίο um zwei Zeilenperioden, verzögert und das Leuehtdichtesiunal durch Addition und das Farbartsignal durch Subtraktion des um zwei Zeilenperioden verzögerte und des unverzögerten Farbbildsignu!· erhalten wird. Die erforderliche Verzögerung um wci

Zeilenperioden hat jedoch den Nachteil, daß das Farbartsignal durch Mittelung über drei Z-.ienperioden gewonnen wird. Zur Erzeugung der f;- and ^-Komponente muß das Farbartsignal einer SignalaufspaUungsschaltung zugeführt werden, wobei eine

ao zusätzliche Verzögerung um etwa die Dauer ..-,ner Zeilenperiode auftritt. Das bedeutet eine Integration über insgesamt vier Zeilen und dadurch eine erhebliche Auflösungsminderung in vertikaler Richtung. Bei einer einstigeren bekannten Kammfilterschal:>ing

as wird die erforderliche Gesamtverzögerung von , uei Zeilenperioden schaltungsmäßig so aufgeteilt, daß zwei Chrominanzkomponenten entstehen, die in einfacher Weise in die trägerfrequenten Farbdifferenrsignale umwandelbar sind.

Die zweite Verzögerung um Zeilendauer wird für die Signalaufspaltung in die trägerfrequenten Farh differenzsignale ausgenutzt. Die Nachschaltung eine, besonderen Signalaufspaltung kann entfallen. Es tritt ■ nur eine Integration über diei Zeilen auf.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung wird die erste Chrominanzkomponente als Differenz des um eine Zeilenperiode verzögerten und des unverzögerten Farbbildsignals und die zweite Chrominanzkomponente durch Verzögerung dieses Differenzsignals um

eine weitere Zeilenperiode und Phasendrehung um 9CT gebildet. Durch Summen- und Differenzbildung dieser beiden Chrominanzsignale erhält man die trägerfrequenten Farbdifferenzsignale(G. Uletschko und H. Schönfelder: »Ein Kammfilter für das PAL-Verfahren«, Sonderdruck der Fernseh GmbH, April 1969).

Es wurde auch bereits ein System zur Trennung eines PAL-Farbbildsignals in Leuchtdichte-und Farbartsignal vorgeschlagen, bei welchem das Farbbilrj-

signal exakt um die Dauer einer Zeilenperiode verzögert, das DifFerenzsignal (D) des verzögerten (B) und des unverzögerten Farbbildsignals (A) exakt um eine weitere Zeilenperiode verzögert und aus dem resultierenden Signal (E) durch lineare Zusammen-

Setzung mit dem Summensignal (C) und dem Differenzsignal (D) das Leuchtdichte- und das Farbartsignal abgeleitet wird. In einer Weiterbildung dieses Systems lassen sich die trägerfrequenten Komponenten (V und U) des Farbartsignals aus dem Differenz-

signal (D) und dem resultierenden Signal (E) in der Weise gewinnen, daß eines dieser Signale in der Phasenlage derart verändert wird, daß durch Addition und Subtraktion mit dem anderen ursprünglichen Signal eine der Komponenten (LJ bzw. V) aus

einem der Signale (D oder E) entfernt wird (deutsche Patentschrift 1 813 954).

Zum Unterschied dazu wird bei einem Verfahren zur Trennung der Leuchtdichte- und Farbartkompo-

nente in einem PAL-Farbfernsehsignal durch Laufzeitentmischung, wobei das PAL-Farbfernschsignal mittels Verzögerungseinrichtungen um die zweifache Zeilendauer verzögert wird und die Leuchtdichtekomponente aus der Summe und die Farbartkomponente aus der Differenz des unverzögerten und des um die zweifache Zeilendauer verzögerten PAL-Farbfernsehsignals gewonnen wird, erfindungsgemäß das um die einfache Zeilendauer verzögerte PAL-Farbfernsehsignal vom Leuchtdichtesignal subtrahiert, das Differenzsignal um ein Viertel der Farbträgerperiode verzögert, und aus der Summe und der Differenz dieses verzögerten Differenz.gnals und des konjugiert-komplexen Farbartsignals werden die trägerfrequentcn Komponenten des Farbartsignals gewonnen.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der F i g. 1 Phasendiagramme für die sich in den Verfahrcnsschr.ten ergebenden Signale für vier aufeinanderfolgende Zeilen dargestellt.

F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung für ein Beispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens:

Fig. 3 und 4 zeigen Schaltungsanordnungen für zwei weitere Beispiele zur Durchführung de. erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der Spalte α der F i g. 1 sind die Phasendiagramme des zu zerlegenden PAiL-Farbfernsehsignals für die vier aufeinanderfolgenden Zeilen («—1), «. (n-M) und (n + 2) dargestellt. Der hochfrequente Anteil der Leuchtdichtekomponente Y" des PAL-Farbfernsehsignals ist jeweils durch einen ausgezogenen und der Farbartzeiger F bzw. F durch einen gestrichelten Pfeil dargestellt. Ein daran angebrachter Drehpfeil bezt'chnet die Phasendrehung gegenüber der gezeichneten Leuchtdiehtekomponente. die in jeder Zeile einen Phasenversatz um 9fT bew^;rkt.

Wie die Spalte b zeigt, ergibt die Addition der Signale aus der (n-f l)ten und der um das doppelte der Zeilendauer T₁₁ verzögerten (n - 1 )ten Zeile ein farbartfreies Leuchtdichtesignal Y". Die Subtraktion der Signale ergibt, wie Spalte c zeigt, das Farbartsignal F ohne Leuchtdichteanteil. Nach einer zusätzlichen Verzögerung des in Spalte d dargestellten Signals um ein Viertel der Farbträgerperiode gewinnt man das in der Spalte e dargestellte Farbartsignal F* in an sich bekannter Weise durch Addition bzw. Subtraktion mit dem konjugiertkomplexen Farbartsignal F der Spalte c das trägerfrequente !/-Signal der Spalte / und das K-Signal der Spalte g. Analog ergibt in der folgenden Zeile eine Vertauschung von F und F und daraus folgend eine Vorzeichenumkehr von V in Spalte g.

Der in Spalte b gezeigte, isolierte hochfrequente Anteil des Leuchtdichtesignals Y" wird mit dem niederfrequenten Anteil des Leuchtdichtesignals Y' der (/i)ten Zeile zum vollständigen Lcuchtdichtesignal ergänzt.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in Leuchtdichte- und Farbartkomponente zu trennende Farbfernsehsignal Y + P zunächst mittels der aus dem Hochpaß I und dem Tiefpaß 13 bestehenden Frequenzweiche in zwei Frequenzbereiche aufgeteilt, deren hochfrequenter Anteil das Farbartsignal F und Leuchtdiehtekomponente Y" enthält.

Die zweimalige Verzögerung in den Ultra-Schallverzögerungsleitungen 2 und 3 um je etwa eine Zeilendauer T₁, ergibt am Ausgang das Signal der (/!-■ l)ten Zeile", das nach Addition zum Signal der (/i · 1 jten in der Addierstufe 4 den hochfrequenten Anteil Y" des Leuchtdichtesignals allein liefert. Die Leuchtdiehtekomponente Y ergibt sich durch Addition des von dem Tiefpaß Π abgegebenen niederfrequenten Signalanteils Y' nach Verzögerung in dem ίο Laufzeitausgleichsglied 14 und des hochfrequenten Signalanteils Y" in der Addierstufe 15. Nach einer Polaritätsumkehr in der Umkehrstufe S und Addition zum einfach verzögerten Signal der /i-ten Zeile in der Addierstufe 6 wird das Farbartsignal F gewonnen. Die einzelnen Punkte der Schaltungsanordnung sind mit den Buchstaben α bis g bezeichnet, die auf die Spalten in Fig. I hinweisen, in denen die Phasendiagramme zu finden sind, die hu die betreffenden Punkte gelten.

Die Differenz der unverzögerten und doppelt verzögerten Signale wird durch Polaritätsumkehr Jer unverzögerten Signale in der Phasenumkehrstufe 8 und anschließende Addition in der Addierstufe 9 abgeleitet. Diese Differenz liefert das Farbartsignal F. das mit dem konjugiert-komplexen Farbartsignal F aus Spalte d nach Verzögerung um ein Viertel Farbträgerperiode in dem Verzögerungsglied 7 in bekannter Weise durch Laufzeitdemodulatoren mittels der Addierstufe 10, der Phasenumkehrstufe Il und der Addierstufe 12 zu den trägerfrequenten (/- bzw. ^-Signalen verarbeitet wird.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung, die ein anderes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren betrifft, wird das in seine Komponenten zu zerlegende PAL-Farbiernsehsignal im Gegensatz zu dem in F i g. 2 gezeigten Beispiel nicht in zwei Frequenzbereiche aufgespalten, sondern in voller Breite in zwei für diese Frequenzbandbreite geeigneten Verzögerungsleitungen 16 und 17 nacheinander um je eine Zeilendauer i_u verzögert. Das am Ausgang der Verzögerungsleitung 17 auftretende Signal, das um 2 77, verzögert ist, und das unvcrzögerte Signal werden in der Addierstufe 18 addiert und ergeben das trägerfrequente Leuchtdichtesignal, dessen Phasendiagramm in Spalte b der Fig.] dargestellt ist.

Die Subtraktion dieser beiden Signale durch Phasenumkehr des einen Signals in der Phasenumkehrstufe 11 und Addition mit dem anderen in der Addierstufe 23 ergibt das trägerfrequente Farbartsignal F. Die Addition des in der Phasenumkehrstufe 19 invertierten K-Signals liefert das konjugiertkomplexe, trägerfrequente Farbartsignal F, das nach einer Verzögerung um ein Viertel Farbträgerperiode in dem Verzögerungsglied 21 den Laufzeitdemodulatoren 24 und 26 zugeführt wird. Das Farbartsignal T geht zur Ableitung des tZ-Signals unmittelbar an die Addierstufe 24 und nach Phasenumkehr in der Phasenumkehrstufe 25 an die Addierstufe 26, in der die trägerfrequente K-Komponente des Farbartsignals gebildet wird. Das ^/-Signal wird ferner nach Phasenumkehr in der Phasenumkehrstufe 28 an die Addierstufe 29 geführt, das zusammen mit in dem Laufzeit ausgleichsglied 27 um ein Viertel Farbträgerperiode verzögerte Signalgemisch vom Ausgang der Laufzcitleitung 16 von der enthaltenen ^/-Komponente befreit wird. Die weitere Addition des von der Addierstufe 26 abgegebenen K-Signals in der Addierstufe

liefert schließlieh das farbträgcrfreic trägcrfreciuente Y-Signal. Eine Einsparung an Schaltelementen gegenüber der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 3 kann nach derjenigen nach Fig. 4 erzielt werden, wenn für die zweite Teilverzögerung des trägerfrcqucnten Signals die Reflexion am Ende einer Verzögerungsleitung ausgenutzt wird. Hierzu wird das trägerfrcqucntc Signalgemisch über einen Trennverstärker 31 der Laufzcitleitung 37 zugeführt und das an ihrem Eingang abgegriffene Signalgcmisch aus direktem und reflektierendem Signal in den Addierstufen 34 und 36 mit dem in der Phasenumkehrstufe invertierten Eingangssignal kombiniert. Die Amplituden dieses Signals sind durch die Dämpfungsglieder 33 und 35 so bemessen, daß bei der Addition in der Addierstufe 34 die Differenz aus dem amplitudengleichen Eingangs- und Rcflcxionssignal der Verzögerungsleitung entsteht [Farbartsignal / (F)) bzw. in der Additionsstufc36 deren Summe [Leuchtdichtesignal/(V)I. Die übrigen Teile der Schaltungsanordnung sind der Schaltungsanordnung der F i g. 3 analog.
5

Es entspricht:

Position 38 der F i g. 4 ~ Position 19 der F i g. 3, Position 39 der F i g. 4 = Position 20 der F i g. 3,

ίο Position 40 der F i g. 4 = Position 21 der F i g. 3, Position 41 der F i g. 4 = Position 26 der F i g. 3, Position 42 der F i g. 4 = Position 25 der F i g. 3, Position 43 der F i g. 4 = Position 24 der F i g. 3, Position 44 der F i g. 4 = Position 30 der F i g. 3,

Position 45 der F ig. 4 = Position 28 der Fig. 3, Position 46 der F i g. 4 = Position 29 der F i g. 3 und Position 47 der F i g. 4 = Position 27 der F ig. 3.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Trennung der Leuchtdichte- und Farbartkomponente in einem PAL-Farbfernsehsignal durch Laufzeitentmischung, wobei das PAL-Farbfernsehsignal mittels Verzögerungseinrichtungen um die zweifache Zeilendauer verzögert wird und die Leuchtdichtekomponente aus der Summe und die Farbartkomponente aus der Differenz des unverzögerten und des um die zweifache Zeilendauer verzögerten PAL-Farbfernsehsignalis gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das um die einfache Zeilendauer verzögerte PAL-Farbfernsehsignal vom Leuchtdichtesignal subtrahiert wird, daß das Differenzsigna] um ein Viertel der Farbträgerperiode verzögert wird und daß aus der Summe und der Differenz i'eses verzögerten Differenzsignals und des konjugiert-komplexen Farbartsignals die trägerfrequenten Komponenten des Farbartsignals gewonnen werden.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das PAL-Farbfernsehsignal vor der Laufzeitentmischui g mittels einer Frequenzweiche (1, 13) derart in zwei Signale (Y' und Y") unterschiedlicher Frequenzbereiche zerlegt wird, daß das Signal (V) mit dein niederen Frequenzbereich nur Anteile der Leuchtdichteinformaiion aufweist und daß dieses Signal (Y') nach geeigneter Verzl)gerun_o dem aus dem Signal des höheren Frequei.zbereichs (Y" -f- F) abgetrennten Leuchtdichteanteils ; Y") zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverzögerung um die Zeiten τ_Η und 2 τ_η mittels einer einzigen Verzögerungsleitung der Laufdauer τ_Η durch Ausnutzung des am Leitungsende reflektierten Signalanteils erreicht wird.