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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen horizontalen Konturverstärkungssignalprozessor
zum Einbau in Video-Signalprozessoren üblicher oder
hochauflösender
Fernsehempfänger.
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Zunächst wird
die Struktur eines in einen üblichen
Fernsehempfänger
eingebauten horizontalen Konturverstärkungssignalprozessors beschrieben. 1 zeigt
ein Blockdiagramm dieses Prozessorschaltkreises und 2 zeigt
Signalformen, die an verschiedenen Punkten des in 1 gezeigten Blockdiagramms
beobachtet werden.
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In
den 1 und 2 ist 1 eine erste
Verzögerungsschaltung, 2 eine
zweite Verzögerungsschaltung, 3 eine
Synthesizerschaltung, 4 eine erste Subtraktionsschaltung, 5 eine
zweite Subtraktionsschaltung, 6 eine dritte Subtraktionsschaltung,
A ist ein Eingangs-luminanzsignal, B ist ein Ausgangssignal der
ersten Verzögerungsschaltung 1,
C ist ein Ausgangssignal der zweiten Verzögerungsschaltung 2,
D ist ein Ausgangssignal der ersten Subtraktionsschaltung 4,
E ist ein Ausgangssignal der zweiten Subtraktionsschaltung 5,
F ist ein Ausgangssignal der dritten Subtraktionsschaltung 6,
G ist ein Ausgangsluminanzsignal und das Ausgangssignal F ist ein
horizontales Konturverstärkungssignal.
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Die
Funktion eines derart aufgebauten horizontalen Konturverstärkungssignalprozessors,
der in übliche
Fernsehempfänger
eingebaut ist, wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Das Eingangsluminanzsignal A wird zur selben Zeit an die ersten
Verzögerungsschaltung 1 und
die erste Subtraktionsschaltung 4 gelegt, und das Ausgangssignal
B wird am Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung 1 erzeugt.
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Dann
wird das Ausgangssignal B an die zweite Verzögerungsschaltung 2,
die erste Subtraktionsschaltung 4, die zweite Subtraktionsschaltung 5 und
die Synthesizerschaltung 3 gelegt, wodurch das Ausgangssignal
C am Ausgang der zweiten Verzögerungsschaltung 2 und
das Ausgangssignal D am Ausgang der ersten Subtraktionsschaltung 4 erzeugt wird.
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Das
Ausgangssignal C der zweiten Verzögerungsschaltung 2 wird
an die zweite Subtraktionsschaltung 5 gelegt und erzeugt
das Ausgangssignal E am Ausgang der zweiten Subtraktionsschaltung 5. Dann
wird das Ausgangssignal E der zweiten Subtraktionsschaltung vom
Ausgangssignal D der ersten Subtraktionsschaltung 4 unter
Verwendung der dritten Subtraktionsschaltung 6 subtrahiert,
wodurch das Ausgangssignal F der dritten Subtraktionsschaltung 6 erzeugt
wird.
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Andererseits
wird das Ausgangssignal F als horizontales Konturverstärkungssignal
an die Synthesizerschaltung 3 gelegt und das Ausgangssignal B
der ersten Verzögerungsschaltung 1 wird
passend zum horizontalen Konturverstärkungssignal erzeugt, wodurch
das Ausgangsluminanzsignal G erzeugt wird.
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Wie
man aus den in 2 gezeigten Wellenformen sieht,
werden, wenn eine Synthesizerschaltung üblicher Bauart zur Erzeugung
des horizontalen Konturverstärkungssignals
verwendet wird, Streuungen seiner Signalkomponenten während der
Zeitdauer, die der ersten Verzögerungszeit
entspicht, die zuerst durch die erste Verzögerungsschaltung 1 erzeugt
wird und der zweiten Verzögerungszeit,
die später
durch die zweite Verzögerungsschaltung 2 während des
Wechsel des Luminanzsignals erzeugt wird, gebildet.
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Es
wird dadurch ein horizontales Konturverstärkungssignal geringer Qualität gebildet,
das zur Erzeugung von Videosignalen für hochauflösendes Fernsehen nicht genügt.
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WO-A-93/18612
beschreibt einen Signalprozessor zur Verstärkung von Kontursignalen. Hierzu wird
ein Eingangssignal mit einem Konturverstärkungssignal überlagert.
Das Konturverstärkungssignal
wird dabei durch Differenzierung des Eingangssignals und anschließende Multiplikation
mit einem Rechtecksignal erzeugt.
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EP-A-0
342 511 beschreibt eine Verstärkung von
Kontursignalen eines Videosignals. Hierzu wird im Bereich der Signaländerung
des Videosignals ein Unterschwinger und ein Überschwinger hinzuaddiert.
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DE-A-43
11 376 beschreibt eine Korrektur eines Chrominanzträgersignals.
Hierzu wird ein Quasi-Korrektursignal erzeugt und mit einem vordefinierten
Koeffizienten multipliziert. Dieses Signal wird zu den verzögerten Originalsignalen
hinzuaddiert.
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Eine
weitere Korrektur von Videosignalen ist in DE-C-31 03 099 beschrieben.
Dabei werden zunächst
Differenzialquotienten des Eingangsvideosignals bestimmt. Das differenzierte
Videosignal wird einem Multiplizierer zugeführt und das Multiplikationsergebnis
zu dem verzögerten
Eingangsvideosignal hinzuaddiert.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Signalprozessor
für eine
verbesserte Konturverstärkung
von horizontalen Videosignalen bereitzustellen.
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Dies
wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.
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Durch
Verwendung der hier erläuterten Schaltungskonstruktion
wird ein qualitativ hochwertiges horizontales Konturverstärkungssignal
innerhalb der Zeitdauer des Luminanzsignalwechsels erzeugt, so daß ein genau
festgelegtes horizontales Konturverstärkungssignal zur Erzeugung
hochauflösender Videobilder
zur Verfügung
steht.
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1 Blockdiagramm
eines konventionellen Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessors.
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2 Signalwellenformen
an verschiedenen Punkten in einem konventionellen Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessor.
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3 Blockdiagramm
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, das einen Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessor zeigt.
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4 Signalwellenformen,
die an verschiedenen Punkten eines Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessors,
der in der ersten Ausführungsform
der Erfindung gezeigt ist, beobachtet werden.
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5 Blockdiagramm
eines Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessors
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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6 Signalwellenformen,
die an verschiedenen Punkten eines Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessors,
der in der zweiten Ausführungsform
der Erfindung gezeigt ist, beobachtet werden.
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7 Blockdiagramm
eines Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessor
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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8 Signalwellenformen,
die an verschiedenen Punkten eines Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessors,
der in der dritten Ausführungsform
der Erfindung gezeigt ist, beobachtet werden.
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Die
Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessoren,
die beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung darstellen, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf
die angefügten
Zeichnungen erläutert.
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ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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3 zeigt
ein Blockdiagramm eines Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessors gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung und 4 zeigt Signalwellenformen,
die an verschiedenen Punkten des in 3 gezeigten
Blockdiagramms beobachtet werden.
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In
den 3 und 4 sind die Teile, die sie gemeinsam
mit den 1 und 2 haben,
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, so daß die einzelne Erklärung hier
entfällt.
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In
den 3 und 4 ist 11 eine erste
Multiplikationsschaltung, 12 eine zweite Multiplikationsschaltung, 13 ein Begrenzer, 14 eine
dritte Multiplikationsschaltung, H ein Ausgangssignal der ersten
Multiplikationsschaltung 11, I ein Ausgangssignal des Begrenzers 13 und
J ein Ausgangssignal der dritten Multiplikationsschaltung 14.
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Die
Funktionsweise eines derart aufgebauten Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessoren,
der einer ersten Ausführungsform
der Erfindung entspricht, wird nun unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläutert.
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Zunächst erhält man,
wenn das Eingangsluminanzsignal A an die erste Verzögerungsschaltung 1 und
die erste Subtraktionsschaltung 4 gelegt wird, das Ausgangssignal
B am Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung 1.
Dann wird das Ausgangssignal B der ersten Verzögerungsschaltung 1 an
die zweite Verzögerungsschaltung 2,
die erste Subtraktionsschaltung 4, die zweite Subtraktionsschaltung 5 und die
Synthesizerschaltung 3 gelegt, so daß das Ausgangssignal C am Ausgang
der zweiten Verzögerungsschaltung 2 erzeugt
wird.
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Weiterhin
erhält
man am Ausgang der ersten Subtraktionsschaltung 4 durch
Subtraktion des Ausgangssignals B der ersten Verzögerungsschaltung 1 vom
Eingangssignal A, das Ausgangssignal D, wobei dieses subtrahierte
Signal D der dritten Subtraktionsschaltung 6 zugeführt wird.
Darüberhinaus
wird das Ausgangssignal C der zweiten Verzögerungsschaltung 2 an
die zweite Subtraktionsschaltung 5 gelegt und man erhält das Ausgangssignal
E der zweiten Subtraktionsschaltung 5 durch Subtrahierung
des Ausgangssignals C vom Ausgangssignal B der ersten Verzögerungsschaltung 1,
wobei das Ausgangssignal E der dritten Subtraktionsschaltung 6 zugeführt wird.
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Dann
wird unter Verwendung der dritten Subtraktionsschaltung 6 das
Ausgangssignal E der zweiten Subtraktionsschaltung 5 vom
Ausgangssignal D der ersten Subtraktionsschaltung 4 abgezogen,
wodurch man das Ausgangssignal F der dritten Subtraktionsschaltung 6 erhält. In diesem
Fall entspricht das Ausgangssignal F dem ersten Horizontal-Konturverstärkungssignal.
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Wenn
die Verzögerungszeit
der ersten Verzögerungsschaltung 1 und
die Verzögerungszeit
der zweiten Verzögerungsschaltung 2 extrem
kurz sind, das heißt,
weniger als 40 Nanosekunden betragen, kann die Größe des Ausgangssignals
für ein
sich langsam änderndes
Signal vernachlässigt
werden. Weiterhin wird das Ausgangssignal D der Subtraktionsschaltung 4 multipliziert
mit dem Ausgangssignal E der zweiten Subtraktionsschaltung 5 durch
Verwendung der ersten Multiplikationsschaltung 11, um eine
Periode des Eingangsluminanzsignalwechsels festzulegen, wodurch
man erreichen kann, daß das Ausgangssignal
H der ersten Multiplikationsschaltung 11 während dieser
Zeitdauer auftritt.
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Das
Ausgangssignal H der ersten Multiplikationsschaltung 11 wird
durch die zweite Multiplikationsschaltung 12 quadriert
und das Ausgangssignal dieser Schaltung wird dem Begrenzer 13 zugeführt, der
die Amplitude des Ausgangssignals der zweiten Multiplikationsschaltung 12 begrenzt.
Dadurch kann man ein rechteckiges Ausgangssignal I mit einer Periode,
die der ermittelten Periode entspricht, erhalten.
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Obwohl
im vom Begrenzer ausgegebenen Signal I theoretisch zwei kurze Absenkungen
erzeugt werden, sind diese praktisch vernachlässigbar, wenn man die Frequenzcharakteristik
der aktuellen Schaltung betrachtet. Man erhält dann das Ausgangssignal
J der dritten Multiplikationsschaltung 14 durch Anlegen
des Ausgangssignals I und des Ausgangssignals F der dritten Subtraktionsschaltung 6 an
den Eingang der dritten Multiplikationsschaltung 14, die das
Ausgangssignal J hervorbringt. Das so erhaltene Ausgangssignal J
sollte in diesem Fall dem zweiten horizontalen Konturverstärkungssignal
entsprechen. Das Ausgangsluminanzsignal G kann man erhalten, indem
man das Ausgangssignal J als zweites horizontales Konturverstärkungssignal
an die Synthesizerschaltung 3 legt, um das Ausgangssignal
J mit dem Ausgangssignal B der ersten Verzögerungsschaltung 1 passend
zu kombinieren.
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Wie
man aus den in 4 gezeigten Wellenformen sieht,
kann man, wenn das horizontale Konturverstärkungssignal während der
Zeitdauer eines schnellen Wechsels des Luminanzsignals erzeugt und
zusammengefügt
wird, ein genau definiertes horizontales Konturverstärkungssignal
erhalten.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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5 zeigt
ein Blockdiagramm des Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessors gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung. 6 zeigt Signalwellenformen,
die an verschiedenen Punkten des in 5 gezeigten
Blockdiagramms beobachtet werden.
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In
den 5 und 6 sind die Teile, die sie gemeinsam
mit den 3 und 4 haben,
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, so daß die einzelne Erklärung hier
entfällt.
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Die
Funktionsweise eines Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessors, wie
er in 5 gezeigt ist, wird nun unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert.
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Zunächst wird
das Luminanzsignal A in die erste Verzögerungsschaltung 1 und
in die erste Subtraktionsschaltung 4 eingegeben, wodurch
man das Signal B am Ausgang der ersten Verzögerungsschaltung 1 erhält. Das
Ausgangssignal B der ersten Verzögerungsschaltung 1 wird
gleichzeitig der zweiten Verzögerungsschaltung 2,
der ersten Subtraktionsschaltung 4, der zweiten Subtraktionsschaltung 5 und
der Synthesizerschaltung 3 zugeführt, wodurch man das Signal
C am Ausgang der zweiten Verzögerungsschaltung 2 erhält.
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Weiterhin
erhält
man das Ausgangssignal D am Ausgang der ersten Subtraktionsschaltung 4 und man
erhält
das Ausgangssignal D durch Subtraktion des Signals B der ersten
Verzöge rungsschaltung 1 vom
Eingangssignal A; danach wird das Ausgangssignal D der dritten Subtraktionsschaltung 6 zugeführt. Das
Ausgangssignal C der zweiten Verzögerungsschaltung 2 wird
dann der zweiten Subtraktionsschaltung 5 zugeführt und
das Ausgangssignal C wird vom Ausgangssignal B der ersten Verzögerungsschaltung 1 subtrahiert,
wodurch sich das Ausgangssignal E der zweiten Subtraktionsschaltung 5 ergibt.
Dieses Ausgangssignal E wird weiterhin der dritten Subtraktionsschaltung 6 zugeführt.
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Dann
wird das Ausgangssignal D der zweiten Subtraktionsschaltung vom
Ausgangssignal D der ersten Subtraktionsschaltung 4 subtrahiert,
wodurch man das Ausgangssignal F der dritten Subtraktionsschaltung 6 erhält. Wenn
sowohl die Verzögerungszeit
der ersten Verzögerungsschaltung 1 als auch
die Verzögerungszeit
der zweiten Verzögerungsschaltung 2 extrem
kurz und kürzer
als 40 Nanosekunden sind, sollte das Ausgangssignal F für ein langsam
sich änderndes
Signal vernachlässigbar sein.
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Weiterhin
erhält
man das Ausgangssignal K durch Differentiation des Ausgangssignals
B der ersten Verzögerungsschaltung 1 unter
Verwendung der Differentialschaltung 15. Dann wird das
Ausgangssignal K quadriert unter Verwendung der vierten Multiplikationsschaltung 16 und
deren Ausgangssignal wird in den Begrenzer 13 gegeben,
wo dessen Amplitude begrenzt wird. Dadurch kann man das Ausgangssignal
M, dessen Amplitude begrenzt wurde, nachdem es quadriert wurde,
erhalten.
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Durch
Eingabe des Signals M und des Signals F der dritten Subtraktionsschaltung 6 in
die dritte Multiplikationsschaltung 14, wird das Ausgangssignal
F mit dem Ausgangssignal M multipliziert, was zum Ausgangssignal
J führt.
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Dann
wird das Ausgangssignal J, das man von der dritten Multiplikationsschaltung 14 erhält, an die
Synthesizerschaltung 3 als zweites horizontales Konturverstärkungssignal
ge legt und es wird passend mit dem Ausgangssignal B der ersten Verzögerungsschaltung 1 zusammengefügt, um das
Ausgangsluminanzsignal G zu erhalten.
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Wie
man aus den in 6 gezeigten Wellenformen sieht,
wird das erhaltene horizontale Konturverstärkungssignal während der
Zeitdauer der Schwankungen des Luminanzsignals erzeugt und zusammengefügt, so daß die horizontale
Kontur durch dieses genau definierte Signal verstärkt werden
kann.
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DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
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7 zeigt
ein Blockdiagramm eines Horizontal-Konturverstärkungssignalprozessors gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung. In den 7 und 8 sind die
Teile, die sie gemeinsam mit den 5 und 6 haben,
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, so daß die einzelne Erklärung hier
entfällt.
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In
den 7 und 8 ist 17 eine Auswahlschaltung,
die das Ausgangssignal K der Differentialschaltung 15 abhängig von
seiner Amplitude oder Wellenformdauer auswählt. Beispielsweise kann das Ausgangssignal
L erhalten werden, durch eine Auswahl von Signalen, die eine Amplitude
größer einem vorgegebenen
Schwellenwert aufweisen. Das Ausgangssignal L wird dann einer vierten
Multiplikationsschaltung 16 zugeführt, wo das Signal L quadriert wird
und das Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 16 dem
Begrenzer 13 zugeführt
wird, der die Amplitude davon begrenzt, um das Ausgangssignal M
des Begrenzers 13 zu erhalten.
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Dann
werden das Ausgangssignal M und das Ausgangssignal F der dritten
Subtraktionsschaltung 6 der dritten Multiplikationsschaltung 14 zugeführt, womit
man das Ausgangssignal J der dritten Multiplikationsschaltung erhält. Das
Signal J wird als horizontales Konturverstärkungssignal der Synthesizerschaltung 3 zugeführt und
passend mit dem Ausgangssignal B der ersten Verzögerungsschaltung 2 in
der Synthesizerschal tung 3 zusammengesetzt, um das Ausgangsluminanzsignal
G zu erhalten.
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Wie
man aus den Wellenformen der in 8 gezeigten
Ausführungsform
sieht, wird im Gegensatz zu den adaptiv ausgewählten Wellenformen der wechselnden
Teile des Luminanzsignals das horizontale Konturverstärkungssignal
innerhalb einer Periode des schnellen Luminanzsignalwechsels erzeugt und
dieses horizontale Konturverstärkungssignal wird
mit dem Luminanzsignal zusammengesetzt, wodurch ein genau definiertes
horizontales Konturverstärkungssignal
erhalten werden kann.
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Wie
in den Ausführungsformen
-1, -2, und -3 der vorliegenden Erfindung gezeigt, kann das horizontale
Konturverstärkungssignal
innerhalb einer Periode des schnellen Luminanzsignalwechsels erzeugt
werden, und es können
genau die wechselnden Teile des Luminanzsignal, auf die der horizontale Konturverstärkungsprozeß angewandet
werden soll, adaptiv ausgewählt
werden, so daß ein
genau definiertes horizontales Konturverstärkungssignal zur Verwirklichung
hochauflösender
Videobilder erzielt werden kann.
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Weiterhin
kann, wenn der Schwellwert für
die adaptive Auswahl des Verstärkungssignals
extern gewählt
werden kann, die Videoqualität
ausgewählt verändert werden
in Abhängigkeit
von den Objektiven der Videoausrüstung,
in welche der Videobildprozessor der Erfindung eingebaut wird.
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Darüberhinaus
sind die in der zweiten und vierten Multiplikationsschaltung in
den oben gezeigten Ausführungsformen
der Erfindung erzielten Effekte dieselben, wenn eine geradzahlige
Energiemultiplikation, wie beispielsweise die biquadratische Energiemultiplikation,
anstatt der quadratischen Multiplikation verwendet wird.