DE2138755A1 - Einrichtung zum Verarbeiten von Fernsehsignalen. Ausscheidung aus: 2114296 - Google Patents

Description

(Ausscheidung aus Patentanmeldung P 21 14 296.1)

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verarbeiten von Fernsehsignalen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Einrichtung zum Erzeugen von Femsehsignalen zu schaffen, die relativ zu einem eingegebenen Signal verzögert sind.

Nach einer Lösung dieser Aufgabe enthält diese Einrichtung einen Eingang für die Signale in digitaler Form und eine Speichervorrichtung für die digitalen Signale in Form eines oder mehrerer digitaler Schieberegister, die mit einer Lesevorrichtung zum Auslesen der gespeicherten Signale zur Bildung digitaler Ausgangssignale, die gegenüber den EingangsSignalen verzögert sind, versehen sind.

Nach einer anderen Lösung enthält diese Einrichtung einen Eingang für die Signale in digitaler Form, mehrere Speichervorrichtungen für die digitalen Signale, jeweils in Form eines

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oder mehrerer digitaler Schieberegister zur Aufnahme und Speicherung der digitalen Signale, und eine Lesevorrichtung zum Auslesen der gespeicherten Signale zur Bildung von Ausgangssignalen, die gegenüber dem Eingangssignal um einen veränderbaren Betrag verzögert sind.

Diese Einrichtung ist unter anderem zur Umsetzung von Fernsehsignalen einer Zeilennorm in eine andere geeignet. Das Prinzip eines neuen Zeilennormumsetzsystems und die Art, wie die Digitaltechnik auf dieses System in einfacher und zweckmäßiger Weise durch die Verwendung einer Verzögerungsvorrichtung nach der Erfindung erreicht wird, wird nachstehend ausführlich beschrieben, " so dai3 die Eigenschaften und Vorteile, die sich mit dieser Verzögerungsvorrichtung erzielen lassen, klar werden.

Dieses neue System umfaßt eine Einrichtung zum Umsetzen von Fernsehsignalen eines Teilbildes aus einer ersten Zeilennorm in eine Zwischenzeilennora, einen Eingang für die Videoeingangssignale der ersten Zeilennorm, eine Verzögerungsvorrichtung zum Verzögern der Videoeingangssignale um eine Gesamtzeit , die mindestens gleich einer Zeilendauer oder Zeilenfolgeperiode dieser Signale ist, mindestens zwei Signalkanäle, von denen ^eder mit einer Multipliziervorrichtung versehen ist, die die Verzögerungsvorrichtung (oder den Eingang und die Verzögerungsvorrichtung) mit einer Signaladdiervorrichtung verbindet, um der Addiervorrichtung Signalinformationen aus entsprechenden Teilen aufeinanderfolgender Zeilen zuzuführen, und einen Interpolator, der derart betreibbar ist, daß er die Multipliziervorrichtungen derart einstellt, daß sie die durch sie zur Addiervorrichtung hindurchgehende Signalinformation mit Koeffizienten multiplizieren, die der Signifikanz (Wertigkeit oder dem Gewicht) der in vorbestimmten Zeilen mit der ersten Zeilennorm enthaltenen Information gegenüber der in vorbestimmten Zeilen mit Zwischenzeil^ennorm enthaltenen Information entsprechen, so daß die Addiervorrichtung Videosignale für die ZwischenzelJLennorm erzeugt.

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Bei dieser Einrichtung entsprechen die in den zwei oder mehr Signalkanälen entlanggeleiteten Signale zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Teilen des Teilbildes. Die Signale für einen Kanal können ohne Verzögerung zugeführt werden, und die Verzögerungsvorrichtung für eine Einrichtung mit η Kanälen braucht daher keine Gesamtverzögerung von mehr als η - 1 Zeilenfolgeperioden aufzuweisen. Die Verzögerungsvorrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie das Abgreifen vnn Signalen mit den gewünschten Verzögerungen ermöglicht, doch ist dies nicht erforderlich, da oder wenn die erforderlichen Verzögerungen alle ganzzahlige Vielfache und gleich der Zeilenfolgeperiode oder Zeilendauer sind. Vorzugsweise ist die Verzögerungsvorrichtung so ausgebildet, daß die Verzögerungsvorrichtung in Form einer Gruppe von Verzögerungseinheiten ausgebildet ist, von denen jede eine Verzögerungszeit aufweist, die gleich einer Zeilenperiode der Signale mit der ersten Zeilennorm ist.

Die Multipliziervorrichtung modifiziert den Wert eines Signals nach einem Verfahren, das einer Multiplikation mit einem Koeffizienten entspricht* Ein Beispiel einer Multipliziervorrichtung, die verwendet werden kann, wenn nur positive Koeffizienten in einem analogen System erforderlich sind, ist ein Potentiometer. Um mit negativen Koeffizienten zu multiplizieren und/oder mechanische Bauteile zu vermeiden, kann eine Verstärkungsregelvorrichtung, eine Vorrichtung mit steuerbarem Übertragungsbeiwert, verwendet werden. In einem digitalen System wird der Wert eines Signals numerisch und nicht durch eine Signalamplitude dargestellt, und dementsprechend benötigt man eine digitale Muliipliziervorrichtung.

Die Umsetzung der ersten Zeilennorm in eine Zwischenzeilennorm geschieht praktisch derart, daß man mindestens zwei aufeinanderfolgende Zeilen der ersten Norm zur Bildung der ge-

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wünschten Zeile der Zwischennorm verwendet und diesen Vorgang für jede Zeile des Teilbildes mit Zwischenzeilennorm wiederholt.

In der Zwischenzeilennorm ist die Anzahl der Zeilen pro Teilbild und die Zeilenfolgeperiode die gleiche wie in der ersten Zeilennorm. Der Inhalt der Zeilen wurde jedoch durch den Interpolator in einer vom Interpolationszyklus abhängigen Art geändert. Wenn die zweite Zeilennorm weniger Zeilen als die erste aufweisen soll, ist es zweckmäßig, einen Interpolator mit einem Interpolationszyklus zu verwenden, der bewirkt, daß das Teilbild der Zwischenzeilennorm die erforderliche BiId- ψ information für die zweite Zeilennorm mit einer Anzahl von Zeilen enthält, die gleich der Anzahl der Zeilen in der zweiten Zeilennorm ist, und die übrigen Zeilen des Teilbildes redundant sind, so daß ein Teilbild mit der zweiten Zeilennorm durch Unterdrückung der redundanten Zeilen gebildet werden kann. Diese redundanten Zeilen sind vorzugsweise dunkel, doch können sie irgendwelche unerwünschten oder störenden Signale enthalten.

Alle Informationen in den Zeilen der erst en Zeilennorm werden bei der Erzeugung der Zeilen mit Zwischennorm und der zweiten Zeilennorm berücksichtigt, doch wird die ihnen zugeordnete Signifikanz oder Wertigkeit vom Interpolator gesteuert. Zeit- · weilig kann die in den beiden Zeilen zu beiden Seiten der Zeile der ersten Norm enthaltene Information ebenfalls vollständig unberücksichtigt bleiben. Zu anderen Zeiten kann die Information in den beiden Zeilen einfach gemittelt werden (der Mittelwert daraus gebildet werden) und die in anderen Zeilen unberücksichtigt bleiben. Zu anderen Zeiten, wenn die Situation weniger einfach ist, führt der Interpolator entsprechende Einstellungen der Mulipliziervorrichtungen durch.

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Im einfachsten Fall enthält die Einrichtung zwei Signalkanäle mit Multipliziervorrichtungen, die vom Interpolator eingestellt werden, so daß sie die durch diese beiden Kanäle laufenden Signale im erforderlichen Maße berücksichtigen kann;

Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, mehr als zwei und vorzugsweise vier Signalkanäle zu verwenden, z.B. eine Verzögerungsvorrichtung in Form einer Folge von drei Verzögerungseinheiten. Bei vier Signalkanälen lassen sich die Zeilen mit Zwischennorm besser aus den Zeilen der ersten Norm interpolieren. Es hat sich in der Tat gezeigt, daß sich eine bessere Auflösung senkrecht zur Zeilenrichtung erzielen läßt, wenn vier Zeilen der ersten Norm derart berücksichtigt werden, daß man bestimmten Zeilen eine negative Signifikanz oder Wertigkeit (auf Gewicht genannt) zuordnet, die vnn der Phasenbeziehung der betreffenden Zeile mit Zwischenzeilennorm, die erzeugt wird, gegenüber den Zeilen der ersten Norm abhängt. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß der Interpolator derart betreibbar ist, daß er die Multipliziervorrichtungen so einstellt, daß diese die Signalinformation mit Signifikanzkoeffizienten multiplizieren, die in einem Bereich liegen, der negative und positive Werte umfaßt. Die Verbesserung des Auflösevermögens ist so, wie sie durch Verringern der Aperturverzerrung des Teilbildes der zweiten Zeilennorm erwartet werden kann.

Obwohl oder selbst wenn die Zeilen der ersten Norm eine andere Steigung - im wiedörgegebenen Bild - als die Zeilen der zweiten Norm aufweisen, hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die Interpolationskoeffizienten konstant gehalten werden können, während sie auf bestimmte Zeilen der ersten Norm angewandt werden, ohne die Bildqualität merklich zu verschlechtern.

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Die Umsetzung der Zwischennoria in die zweite Norm kann in irgendeiner passenden Weise durchgeführt werden. Vorzugsweise wird jedoch eine weitere Einrichtung verwendet, die zur Umsetzung von Fernsehsignalen einer Zwischenzeilennorm, die durch Interpolation von Signalen einer ersten Zeilennorm gebildet ist, in Signale einer zweiten Zeilennorm derart ausgebildet, daß die Einrichtung eine Speichervorrichtung zum Speichern der Signale mit Zwischenzeilennorm und eine Lesevorrichtung zum Auslesen der Speichervorrichtung zur Erzeugung von Videoausgangssignalen mit der zweiten Zeilennorm aufweist.

Die Speichervorrichtung empfängt und speichert die ihr zugeführten Videosignale, und die Lesevorrichtung liest die gespeicherten Signale in derselben Reihenfolge aus, in der sie empfagen wurden, jedoch mit einer Geschwindigkeit, die der zweiten Zeilennorm angepaBt ist. Diese weitere Einrichtung ist neu und unabhängig verwendbar. Sie kann zum Verarbeiten der Signale einer Zwischenzeilennorm, die durch die beschriebene oder anderweitig bewirkte Interpolation gebildet wurde, verwendet werden.

Es hat keine nachteilige Wirkung, daß die Zeilen der ersten und zweiten Norm zu unterschiedlichen Zeiten auftreten oder ein mit der ersten Zeilennorm arbeitender Empfänger bei den meisten Zeilen eine Zeilenablenkung beenden würde, während ein mit der zweiten Zeilennorm arbeitender Empfänger noch eine Zeile beenden muß. Jede vollständige Zeile mit der zweiten Zeilennorm wird durch eine Interpolation aus einer Gruppe benachbarter Zeilen eines Teilbildes mit der ersten Zeilennorm abgeleitet. Die Forderung, daß die Zeilen eine Zeilenperiodendauer haben müssen, die der zweiten Zeilennorm entspricht, wird von selbst durch den Betrieb der Lesevorrichtung erfüllt.

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Eine Weiterbildung besteht darin, daß die Speichervorrichtung mehrere Speichereinheiten aufweist, die mit der Addiervorrichtung über ein Verteilersystem verbunden sind, das derart betätigbar ist, daß es die Videosignale aus der Addiervorrichtung, die während Zeilenperioden der ersten Zeilennorm auftreten, der Reihe nach in die Speichereinheiten leitet, und daß die Lesevorrichtung derart betreibbar ist, daß sie · der Reihe nach zu den Speichereinheiten während einer Dauer Zugriff hat_t die der Zeilendauer oder Zeilenperiode der zweiten Zeilennorm entspricht. Ein Verteiler oder Aufteiler in Form eines oder mehrerer elektronischer Schalter wird gegenüber einem Verteiler mit mechanischen Schaltmitteln bevorzugt. Drei Speichereinheiten sind ein hinreichendes Minimum.

Beim Umsetzen in eine zweite Zeilennorm_s bei der die Zeilenperiodendauer größer als in der ersten Zeilennorm ist, kann die Lesevorrichtung nicht mit der Ausgabe der Addiervorrichtung Schritt halten. Die Lesevorrichtung holt jedoch gegenüber der Eingabe, in die Einrichtung durch Auslassen der redundanten Zeilen mit Zwischenzeitlennorm auf. Das Umsetzen der ersten in die zweite Zeilennorm kann jedoch auch ohne Unterdrückung oder Auslassung von Informationen aus dem Eingangssingnal erreicht werden. Alle Informationen, die im Eingangssignal enthalten sind, können bei der Interpolation verwendet werden.

Die redundanten Zeilen mit Zwischenzeilennorm können dadurch unterdrückt oder ausgelassen werden, daß die Schreibvorrichtung so ausgebildet ist und gesteuert wird, daß sie ausjler Speichervorrichtung Signale löscht, die zu den auszulassenden Zeilen gehören. Das Auslassen oder Löschen erfolgt jedoch vorzugsweise zwischen der Addiervorrichtung und der Speichervorrichtung, um die Speicherkapazität klein zu halten. Dement-

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sprechend besteht eine Weiterbildung darin, daß, wenn die Zeilendauer der zweiten Norm größer als die der ersten ist, das Verteilersystem derart betreibbar ist, daß es den Durchgang von Videosignalen aus der Addiervorrichtung in die Speichervorrichtung während vorbestimmter Zeilenperioden der ersten Zeilennorm unterbricht, so daß die Anzahl von Zeilenperioden, in denen die Videosignale in die Speichereinheiten durchgelassen werden, gleich der Anzahl von Zeilen pro Teilbild mit der zweiten Zeilennorm ist.

Wenn dagegen die Zeilenperiodendauer oder Zeilenfolgeperiode (auch Zeilendauer genannt) der zweiten Norm kleiner als die der ersten ist, müssen anstelle einer Unterdrückung Zeilen in das Teilbild mit Zwischenzeilennorm eingefügt werden. Diese zusätzlichen Zeilen können durch Verwendung eines zugesätzlichen Interpolators, zusätzlicher Multipliziervorrichtungen und Addiervorrichtungen, die der Speichervorrichtung zusätzliche Zeilensignale zuführen, erzeugt werden.

Es werden daher zum Umsetzen von Fernsehsignalen eines Teilbildes aus einer ersten Zeilennorm in eine zweite Zeilennorm Signale mit einer Zwischenzeilennorm erzeugt, bei der die Anzahl der Zeilen pro Teilbild die gleiche wie die der ersten Zeilennorm ist und in der die Signalinformation in den Zeilen " durch Interpolation der Signalinformation in den Zeilen der ersten Norm gebildet ist, die Signale der Zwischenzeilennorm in einer Speichervorrichtung gespeichert und zeilenweise aus der Speichervorrichtung mit einer der zweiten Zeilennorm entsprechenden Geschwindigkeit ausgelesen. Zeilen werden in Abhängigkeit davon weggelassen oder eingefügt, ob die Teilbilder der zweiten Zeilennorm weniger Zeilen oder mehr Zeilen als die Teilbilder der ersten Zeilennorm aufweisen.

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•Bei der Speichervorrichtung kann es sich um eine digitale Speichervorrichtung handeln. Dann ist die Einrichtung mit einemAnalog/Digital-Umsetzer versehen, der die analogen Signale in digitale Signale umsetzt, bevor sie in die Speichervorrichtung eingegeben werden. Die Lesevorrichtung ist dann zwischen der Speichervorrichtung und einem Digital-Analog-Umsetzer angeordnet. Die Multipliziervorrichtungen können ebenfalls digital arbeiten. In diesem Falle ist der Analog/ Digital-Umsetzer zwischen dem Eingang und den Multipliziervorrichtungen angeordnet. Vorzugsweise liegt er zwischen dem Eingang und der Verzögerungsvorrichtung, bei der es sich beispielsweise um eine Gruppe von digitalän Speichereinheiten vom Schieberegistertyp handeln kann.

Wenn der Analog/Digital-Umsetzer an dieser bevorzugten Stelle angeordnet wird, arbeitet die Einrichtung rein digital.

Vorzugsweise sollten die Inkremente oder Abstufungen der Signalamplitude sehr klein gehalten werden, so daß der zur Darstellung der Signalamplitude jedes Bildelements durch mehrere Ziffein, z.B. acht Ziffern, erforderliche Aufwand vertretbar ist. Die zur Herstellung der Verzögerungsverrichtung und der Speichereinheiten erforderlichen Speicher, die derzeit mit wirtschaftlich vertretbarem Aufband herstellbar sind, haben Betriebsgeschwindigkeiten, die nicht dazu ausreichen, die Informationen mit der gewünschten hohen Geschwindigkeit bzw. Impulsfolgefrequenz zu verarbeiten. Diese Schwierigkeit wird dadurch beseitigt, daß der Analog/Digital-Umsetzer derart betreibbar ist, daß er ein digitales Ausgangssignal erzeugt, dessen Signalpegel durch binäre Zahlen aus mehreren Ziffern dargestellt ist, und die digitalen Speichereinheiten in N Untergruppen unterteilt und so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig in Betrieb sind, und daß jede Untergruppe mit

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dem Speicher über eine eigene Multipliziervorrichtung, Addiervorrichtung und Verteiler in Verbindung steht, so daß die Informationskapazität jeder Speichereinheit gleich dem N-fachen einer einzigen Untergruppe ist, wobei N eine kleine ganze Zahl, z.B. 3» ist. Der Analog/Digital-Umsetzer arbeitet vorzugsweise im Parallelbetrieb, und zur Darstellung einer Signalamplitude werden vorzugsweise acht binäre Ziffern verwendet. Vorzugsweise ist jede Untergruppe aus mehreren Gruppen von Speichern gebildet, von denen jede Gruppe einen Speicher für jeden Wert einer Ziffernstelle aufweist.

Es sei darauf hingewiesen, daß die aktive Zeit, während der Bildinformation vorhanden sein kann, kleiner als die Zeilenperiodendauer ist. Wenn die Synchronisierimpulse für die Zeilen des Teilbildes mit der zweiten Zeilennorm durch eine von der beschriebenen getrennte Einrichtung erzeugt werden, kann die Zeit, die nicht von Bildinformationen beansprucht wird be-rücksichtigt werden, um Speicherkapazität der Speichervorrichtung einzusparen.

Wenn Schieberegister zum Speichern der Ausgangssignale der MultipHsiervorrichtungen verwendet werden, kann die in den unerwünschten Zeilen enthaltene Information gewünschtenfalls in diese eingegeben werden. In diesem Falle wird die uner- w wünschte Information nicht ausgelesen, sondern automatisch gelöscht, wenn erneut Informationen in diese Register eingegeben werden.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden im folgenden anhand von Zeichnungen näher beschrieben, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellen. Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 5 dient zum Umsetzen der Signale der Teilbilder eines 625-Zeilensprungssystems und des Teilbildes eines 405-Zeilensprungsystems. Andere Umsetzungen können ebenfalls durch entsprechende Abänderung der Einrichtung bewirkt werden.

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Fig. 1 stellt ein vereinfachtes Blockschaltbild der Gesamteinrichtung dar.

Die Fig. 2 bis 5 stellen ausführlichere Blockschaltbilder des größten Teils einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung dar.

Fig. 6 dient zur Erläuterung der Art und Weise, in der den Zeilen verschiedene Wertigkeiten bei der Interpolation zugeordnet werden.

Fig. 7 stellt den Interpolator dar, der bei der Einrichtung nach den Fig. 2 bis 5 verwendet wird,und

Fig. 8 stellt die Folgesteuerung dar, die bei der Einrichtung nach den Fig. 2 bis 5 verwendet wird.

Die Einrichtung nach Fig. 1 hat einen 625-Zeilennorm-Eingang 1 und einen 405-Zeilennorm Ausgang 2. Eine Synchronisiersignal-Umsetzeinheit 13 dient zur Erzeugung von Synchronisiersignalen für die Ausgangsseite in der richtigen Beziehung zu den Synchronisiersignalen auf der Eingangsseite.

Die die Bildinformation · enthaltenden Signale werden über drei Verzögerungseinheiten 3» 6 und 9 geleitet, von denen jede das Signal um eine Zeilendauer '(oder Zeilenfolgeperiode) des 625-Normbildes verzögert. Die Signale, die über Knäle 20, 23, 26 und 29 geleitet werden, enthalten daher die Signalinformation von vier aufeinander_folgenden Zeilen des Eingangsbildes und sind in Phase.

Multipliziervorrichtungen 402, 427, 453 und 478 in den Kanälen 20, 23, 26 und 29 multiplizieren die Signalinformation in diesen Kanälen mit Interpolationskoeffizienten, die durch einen Interpolator 401 vorgegeben werden. Sie können als Verstärkungsregler angesehen werden.

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Eine Addiervorrichtung addiert die Ausgangs signale der Multipliziervorrichtungen zur Bildung eines Signals mit einer Zwischennorm in dem beschriebenen Sinne, deren Zeilen über einen von einer Folgesteuerung 501 betätigten Verteiler A in Speicher 12, 15 und .18, die in Drehung verwendet werden, geleitet werden.

Die Folgesteuerung 501 betätigt ferner eine Vorrichtung D, die Videosignale der gewünschten 405-Zeilennorm aus dem Speicher holt. Geeignete Synchronisierimpulse aus der Umsetzeinheit 13 werden diesen Signalen mit Hilfe einer Verarbeitungsvorrichtung fe 115 zugesetzt, bevor sie zum Ausgang 2 gelangen.

In der Zeichnung sind der Verteiler und die Vorrichtung D der Einfachheit halber als mechanische Schalter dargestellt, doch werden vorzugsweise rein elektronische Bauelemente oder deren Kombinationen verwendet.

Soweit beschrieben, kann es sich bei der Einrichtung nach Fig. um eine analoge Einrichtung handeln. Bei einer vollständig digitalen Einrichtung ist ein Analog/Digital-Umsetzer 207 an" den durch gestrichelte Linien dargestellten Stellen vorgesehen, während die Verzögerungseinheiten 3, 6 und 9, die Multipliziervorrichtungen 402, 427 und 453, 478, die Addiervorrichtung 444 W und die Speicher 12, 15 und 18 alle in digitaler Form ausgebildet sind und der Prozessor P (auch Verarbeitungsvorrichtung genannt) einen Digital/Analog-Umsetzer enthält. Die vollständig digitale Einrichtung wird anhand der Fig. 2 bis 5 im einzelnen beschrieben.

Fig. 2 zeigt unter anderem eine Synchronisiersignalumsetz- und Videoverarbeitungseinheit. Diese Einheit liefert ein Signal der 625-Zeilennorm am Videoausgang 2001 und addiert 405 Zeilensynchronislerimpulse zum umgesetzten (405-Zeilen-)Signal,

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das sie am Videoeingang 2002 empfängt, bevor sie es zum Ausgang 2 durchläßt. Außerdem hat sie vier Impulsausgänge H4O5 und H625 für den Interpolationsgenerator 401 und die Folgesteuerung sowie 2006 und 2007 für den Analog/Digital-Umsetzer und den Digital/Analog-Umsetzer. Die die Synchronisierungsumsetzung bewirkenden Teile sind mit 102-109, 113, 117a und 117b und 118 - 120 gekennzeichnet. Ihre Funktion ergibt sich aus der Darstellung nach Fig. 2. Eine weitere Erläuterung ist daher nicht erforderlich, zumal der Aufbau einer derartigen Verarbeitungseinheit im Bereich des fachmännischen Könnens liegt.

Fig. 2 zeigt ferner einen Interpolationskoeffizientengenerator, der nachstehend beschrieben wird.

In dem Analog/Digital-Umsetzer 207 nach Fig. 3 werden die 625-Zeilensynchronisierimpulse zum Auslösen eines monostabilen Kippgliedes 201 verwendet, und während der Laufzeit dieses Kippgliedes vnn etwa, vier Mikrosekunden wird dessen Ausgangssignal zum Dämpfen der von dem getriggerten Oszillator 202 erzeugten Schwingung verwendet, deren Frequenz normalerweise bei ;11 MHz liegt. Am Ende der Laufzeit wird der Oszillator in einer speziellen Phasenlage erneut ausgelöst, und nach einer weiteren Verzögerung von etwa vier Mikrosekunden, die durch das monostabile Kippglied 202 bestimmt werden und während denen sich die Schwingung stabilisiert, öffnet sich das Tor 205, so daß dieses Signal erstens dem Analog/Digital-Umsetzer 207 Taktimpulse zuführen und zweitens einen dreistufigen Ringzähler 206 ansteuern kann, der die 3-Phasen-Taktimpulse 01W, 02W und 03W (W für write = schreiben) liefert, die von dem 3-Wege-Spalter 208 und anderswo verwendet werden. Die Impulse der Phase 1 werden auch einem 192+1-Impulsfolgefrequenzteiler 204 zugeführt, der ebenfalls dazu verwendet wird, das Tor 205 derart zu steuern, daß genau 192 Impulse an jedem der 3- Phasenausgänge während jedes Zeilenintervalls auftreten. Jedes dieser Signale ist eine rechteckförmige Schwingung mit einem Tastver-

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hältnis (Verhältnis von Zeichen zu Pause) von 1 : 2. Ein ähnliches System, das mit 7,13 MHz arbeitet, wird zur Erzeugung der Lese-Taktimpulse verwendet, die zur Steuerung des in Fig. dargestellten Addierers und Digital/Analog-Umsetzers"dienen.

Es wurde bereits beschrieben, wie die Taktimpulse für den Analog-Digital-Umsetzer 207 erzeugt werden. Das Videosignal, das festklemmt, doppelseitig begrenzt (abgeschnitten) und gefiltert worden ist, wird in eine normale Binärform mit acht Ziffern, die 256 Signalwerte ergeben, umgese_tzt. Die niedrigste Bitstelle stellt eine Änderung von etwa drei Millivolt dar. Die Ausgangs signale des Analog/Digital-Umsetzers 207 sind parallel, d.h. alle acht Bits, die zusammen die analoge Eingangsgröße darstellen, erscheinen gleichzeitig an ihren getrennten Ausgangsanschlüssen. Die Bitfolgefrequenz aller dieser Ausgangssignale beträgt 1 MHz. Da dies für derzeit verfügbare Speicher jedoch zu schnell ist, muß sie verringert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß alle diese Ausgangssignale drei Verriegelungsschaltungen zugeführt werden, die jeweils durch die drei Phasen 01W, 02W und 03W synchronisiert werden. Dadurch werden die von jedem Ausgang des Analog/Digital-Umsetzers abgenommenen Bits der Reihe nach auf drei getrennte Leitungen verteilt, so daß sie jeweils eine Bitfolgefrequenz von 3,67 MHz aufweisen. Da der Umsetzer acht Ausgänge aufweist, erlsält man drei getrennte S-Bit-Datenhauptkanäle, die symbolisch mit 2ⁿ01¥.^ 2ⁿ02¥ und 2ⁿ03W gekennzeichnet sind, wobei η die ganzen Zahlen von 0 bis 7 darstellt und M auf "schreiben" (write) hinweist. An dieser Stelle trennen sich diese drei Hauptkanäle zur getrennten gleichzeitigen Verarbeitung ihrer digitalen Informationen. Nur die Einrichtung für die Phase 3 (03) ist in Fig. 4 dargestellt. Für die anderen beiden Phasen sind ähnliche Einrichtungen vorgesehen. Jedes Bit gelangt über einen Datenhauptkanal in einen Eingabepuffer (403 - 410) und von dort in ein 192-Bit-Schieberegister (411 418). Der Inhalt des Schieberegisters wird über einen Ausgabe-*

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puffer (419 - 426) in den Eingabepuffer (428 - 435) eines zweiten Schieberegisters geleitet. Dieser Vorgang dauert solange an_s bis jedes Signal drei Schieberegister durchlaufen hat. Die Schieberegister werden von den gleichen Phasentaktimpulsen "betätigt, wie sie in dem 3-Weg-Spalter, d.h. in der Phase 3W_S verwendet werden.

Um ein Bit durch ein Schieberegister schrittweise hindurchzuschieben, sind 192 Taktimpulse erforderlich. Da während jeder Informationszeile 192 Impulse auftreten, sind die Ausgangssignale jedes Schieberegisters genau die gleichen wie die Eingangssignale eine Zeile zuvor. Das Eingangssignal und das Ausgangssignal des ersten Schieberegisters und die Ausgangssignale des zweiten und dritten Schieberegisters stellen jederzeit entsprechende Punkte in vier aufeinanderfolgenden Zeilen des ursprünglichen 625TZeilensignals vertikal übereinander dar. Da man die Helle der vier Punkte kennt, sie wird durch binäre Ziffern dargestellt, wird die gewünschte Helle in irgendeinem Punkt zwischen den beiden mittleren Zeilen durch Interpolation ermittelt. Bei der Interpolation werden aus der Phasenbeziehung zwisehen den 625- und 405-Synchronisierimpulsen vier Koeffizienten gebildet, deren Summe gleich 1 gesetzt wird. Dann wird die Helle aller vier Punkte jait ihrem jeweiligen Koeffizienten multipliziert, und schließlich werden die so gebildeten Produkte addiert.

Für diesen Zweck erzeugt der Interpolationsgenerator (Fig. 7) vier digitale Wörter, von denen jedes den Koeffizienten für die Hultipliziervorrichtung 402, 427, 453 oder 478 darstellt, die er steuert, und werden die Ausgangs signale der Multipliziervorrichtungen von der Addiervorrichtung 444 addiert.

Das interpolierte Signal der Zwischennorm hat eine 405-Zeilen-Struktur, doch beträgt die Länge jeder Zeile noch 64 MikroSekunden. Hur etwa zwei Zeilen von jeweils drei, genau 81 Zeilen

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von jeweils 125 werden verwendet. Die anderen 44 aus jeder Gruppe a 125 Zeilen werden unterdrückt und die übrigen zeitlich gedehnt, um eine normale Zeilenstruktur zu erzielen» Wenn die Signale aller drei Phasen in diesem Stadium vereinigt i in analoge Form umgesetzt und auf einem mit 625 Zeilen arbeitenden Monitor wiedergegeben wurden, würde das Bild und seine Struktur als ein 405-Zeilen-Bild erscheinen, doch wären diese Zeilen in kleinen Gruppen gebündelt bzw. zusammengedrängt, Wenn die Geschwindigkeit der Teilbildabtastung (bzw. Teilbild-Zeitablenkung) entsprechend moduliert würde, würde sich das wiedergegebene Bild nicht von dem durch ein 405-Zeilensignal erzeugten unterscheiden.

Der nächste Schritt ist das Auslassen unerwünschter Zeilen und das zeitliche Strecken bzw. Dehnen der übrigen. Wenn nach dem Füllen eines Schieberegisters die Taktimpulsfolgefrequenz erhöht wird, dann erhöht sich auch die Zeit, die zum Leeren des Registers benötigt wird, im selben Verhältnis. Auf diese Weise kann jede Zeile gedehnt werden. Außerdem läßt sich die Widergabe einer Zeile durch Einschalten eines zusätzlichen Intervalls zwischen dem letzten der höherfrequenten Taktimpulse und dem Beginn der niederfrequenten Taktimpulse entsprechend verzögern.

W Das Ausgangssignal des Addierers wird Toren 502 - 509, 528 - 535 und 554 - 561 zugeführt. Dadurch, daß man alle Tore während einer unerwünschten Zeile geschlossen hält, läßt sich diese Zeile unterdrücken. Die Wirkungsweise dieses Einrichtungsteils ist leichter verständlich, wenn man annimmt, daß das Verhältnis der gewünschten Anzahl und der Gesamtzahl der Zeilen genau 2 : 3 ist und daß die Schieberegister im Speicher 12 leer sind. Die Eore 502 - 509 und das Tor 518 öffnen sich, wobei jene die Signale aus dem Addierer zum Speicher 12 zur gleichen Zeit durchlassen, zu der dieses Tor Schreibtaktimpulse zum gleichen Speicher durchläßt. Am Ende der Zeile

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schließen alle diese Tore, während sich die entsprechenden Tore 528 - 535 im Speicher 15 öffnen und so die nächste Zeile und die nächsten Schreibtaktimpulse zu den Schieberegisters 536 - 543 durchlassen. Gleichzeitig öffnet sich das Tor 519, so daß es Lesetaktimpulse zu den Schieberegistern im Speicher 12 durchläßt, und die Tore 520 - 527 öffnen sich ebenfalls, um das Ausgangssignal zum Datenhauptkanal 2ⁿ03R durchzulassen.

Die Schreiboperation der nächsten Zeile im Speicher 15 ist abgeschlossen und die Tore 528 - 535 sowie das Tor 544 schließen. In diesem Zeitpunkt ist Zweidrittel des Inhalts des Speichers 12 ausgelesen. Das Auslesen des restlichen Informationsinhalts ' des Speichers 12 wird fortgesetzt, bis alle Informationen ausgelesen sind, wenn die Tore 520 - 527 und 511 schließen und die Tore 546 - 553 und das Tor 545 im Speicher 15 öffnen, um das Auslesen dieses Speichers zu beginnen. Wenn etwa ein Drittel der zuletzt genannten Information, ausgelesen ist, ist eine der eingeschriebenen Zeilen ausgelassen, wie dies gewünscht wird, und die angenommene Ausgangslage wieder hergestellt. Der einzige, restliche Teil des Zyklus, der noch nicht beschrieben wurde, ist der, daß die Leseoperation beim Speicher 15 bis zum Abschluß fortgesetzt wird.

Der Zweck des Speichers 18 wurde noch nicht erklärt. Er ist für Zeilenverhältnisse zwischen 3 : 2 und 2 : 1 erforderlich. Bei der Umsetzung einer 625-Zeilennorm in eine 405-Zeilennorm ist das Verhältnis 125 : 81.

Die Steuersignale U bis Z für die Lese- und Schreibtore 518, 519, 544, 545, 570 und 571 werden von einer Folgesteuerung erzeugt, die in Fig. 8 dargestellt ist.

Die Eingabe- und Ausgabepuffer in den Speichern 3, 6 und 9 können mit den Eingabe- und Ausgabetoren in den Speichern 12,

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15 und 18 identisch sein, d.h. die Speichereinheiten können alle identisch sein.

Die Datenhauptkanäle 2^m03R, 2^m02R und 2^m01R für die drei Phasen führen zu einer Vereinigungsvorrichtung 308, die in Fig.

5 dargestellt ist und die umgekehrte Punktion wie der 3-Weg-Spalter 208 hat. Die vereinigten Signale v/erden dann dem Digital/Analog-Umsetzer 309 zugeführt. Das auf diese l/eise gebildete analoge Signal wird erneut abgetastet und dem Eingang 2002 der Synchronisiersignalumsetz- und Videoverarbeitungseinheit zugeführt, die in Fig. 2 dargestellt ist und v/o es gefiltert und verarbeitet wird. Dabei werden Synchronisierimpulse für die 405-Zeilennorm zugesetzt, bevor es dem Ausgang 2 zugeführt wird.

Die Wahl der Interpolationskoeffizienten wird anhand von Fig.

6 erläutert. Diese Figur stellt fünf aufeinanderfolgende Zei·*· len L1, L2, L3» L4 und L5 des Teilbildes der ersten .Norm dar. Zur Vereinfachung wird die Interpolation anhand einer Abtastöffnung betrachtet, die in Richtung der Pfeile nach unten bewegbar ist, wenn sich die Zeilen der Teilbilder der ersten und der Zwischennorm in ihrer relativen Phasenlage ändern. In allen Fällen ergibt sich die Größenordnung der Wertigkeit der beiden betrachteten Zeilen aus den Horizontalschnittpunkten

* der Öffnung mit den Zeilen.

Die Öffnung A1 ist ein Rechteck mit einer Höhe von genau einem Zeilenabstand. Die Öffnung A1 ordnet nur jeweils einer Zeile eine Wertigkeit zu. In dem dargestellten Fall wird nur der Zeile L3 durch ihre zugehörige Multipliziervorrichtung eine Wertigkeit zugeordnet.

Die Öffnung A 2 ist ein gleichschenkliges Dreieck, dessen Grundlinie eine Höhe von zwei Zeilenabständen aufweist. Die Öffnung A 3 ist ein Trapez mit einer maximalen Höhe von 1,5 Zeilen und

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und einer mittleren Höhe von einer Zeile.

Die Öffnung A 4 hat eine Höhe von zwei Zeilenabständen und eine Breite, die sich in Abhängigkeit von der Höhe nach einer Sinusquadratfunktion (auch erhöhte oder potenzierte Kosinusschwingung genannt) ändert.

Die Öffnung A5 ist komplizierter. Sie hat eine Höhe von genau vier Zeilenabständen und kann daher vier Zeilen gleichzeitig eine Wertigkeit zuordnen. Sie hat einen mittleren Teil, der den im mittleren Bereich zwischen zwei negativen Teilen liegenden Zeilen eine positive Wertigkeit zuordnet, während die negativen, gestrichelt dargestellten Teile den in diesen Bereichen liegenden Zeilen eine negative Wertigkeit zuordnen.

Die Öffnungen A1 und A5 allein ergeben eine gute Auflösung von Vertikalen. Die Öffnung A 1 ergibt jedoch schräge Zeilen, die unzulässig abgestuft sind. Die geringfügige Abstufung, die bei der Öffnung A5 auftritt, ist zulässig.

Vorzugsweise haben daherjdie den Multipliziervorrichtungen vom Interpolationsgenerator 401 zugeführten Interpolationsfulrtoren die vvirkung der Öffnung A5. Die Punktion sin x/x ist eine günstige mathematische Funktion für die Auslegung, erfordert jedoch einen zu großen Speicheraufwand, so daß zweckmäßigerweise andere Funktionen mit gedämpftem periodischen Verlauf, die in graphischer Darstellung ähnlich aussehen, einschließlich Stufen- oder Dreieckfunktionen mit empirisch ermittelten Stufenwerten oder Steigungen verwendet -werden.

Hacli Fig. 2 wird das Ausgangs signal des spannungsgesteuerten Oszillators 111 durch 125 geteilt und das resultierende Signal zur Steuerung der Zweifachzeilenfrequenzübergänge der Ausgangssignalsynchronisier- und -dunkeltastschwingungen und außerdem

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nach einer Teilung durch 2 zur Steuerung der Zeilenfrequenz-Übergänge verwendet. Das Ausgangssignal des Oszillators 111 betätigt auch einen 2 : 1-Frequenzteiler-Zähler 117b, der seinerseits einen 81 : 1-Frequenzteiler 117a betätigt. Das Ausgangssignal dieses Teilers 117a wird mit dem vom Zeilemnultivibrator 109 erzeugten Zeilenimpulsen im Phasenvergleicher verglichen, der den Oszillator 111 steuert. Die Blöcke 110,111, 117b und 117a bilden eine phasenstarren Kreis, dessen Ausgangsfrequenz von 625 Hz gleich der der Zeilensynchronisierimpulse des Eingangsvideosignals ist.

w Ein zweiteB Ausgangssignal von 2,53/2 MHz des 2 : 1-Frequenzteüßrs 117b bildet das Eingangssignal eines Zählers 572. Der Zähler 572 besteht aus einem 3 J 1-Frequenzteiler, dem ein binärer 64 : 1-Frequenzteiler mit einer Voreinstellvorrichtung nachgeschalet ist, die den 3:1- und den 64 : 1-Frequenzteiler auf einen vorbestimmten Zählwert einstellt, von dem die Eingangsimpulse schrittweise subtrahiert v/erden. Es dürfte jedoch am einfachsten sein, den Zähler 572 als einen 41 1/3-Zähler zu betrachten, von dessen Zählerstand mit jedem Eingangsimpuls ein Drittel subtrahiert .wird, so daß er 125 Zustände einnimmt, von denen der letzte null ist.

Es ist wichtig, daß der Zustand null nicht nur kurzzeitig andauert, sondern ebensolange andauert, wie die anderen Zustände. Kurzzeitige oder flüchtige Zustände, die den Zählwerten 27 und darüber entsprechen, können toleriert werden, vorausgesetzt, daß sie gestattet sind.

Der Zustand der Binärzähler, mit Ausnahme der höchsten Stelle, wird einer Verriegelungsvorrichtung 573 zugeführt, die mit der Eingangszeilenfrequenz H625 abgetastet wird. Das Ausgangssignal dieser Verriegelungsvorrichtung stellt die relative Phasenlage der ausgangs- und eingangsseitigen Synchronisierimpulse dar. Nur 81 der 125 Zählerzustände werden zur Erzeugung von Zeilen in der 405-Zeilennorm verwendet, was dem Zählen

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des 64 : 1-Zählers von 26 bis O entspricht.

Es hat sich herausgestellt, daß das Ignorieren der Bruchteile (1/3 oder 2/3) des Zählmusters zulässig kleine Interpolationsschritte ergibt, während sich die Anzahl von Interpolationsmustern, die erforderlich sind, auf 1/3 verringert.

Der Auslassungsgenerator 574 erzeugt jedesmal einen Impuls, wenn das 625-Zeilensignal außerhalb der Zeit auftritt, die durch den Bereich der Zustände von O bis 26 begrenzt ist.

Wenn eine einfache lineare Interpolation genügt, kann das Ausgangssignal der Verriegelungsvorrichtung, das in binä^rer Form vorliegt, als der eine Multiplizierkoeffizient verwendet werden, während der zweite durch Subtrahieren des ersten Koeffizienten von 26 gebildet wird.

Eine kompliziertere Interpolation wird in der Einrichtung dir ch Vervrendung eines Festspeichers erzielt. Da die bevorzugten Interpolationsfunktionen symmetrisch sind, kann die Speicherkapazität des Festspeichers halbiert werden, wenn man die Zustände 0 bis 26 auf 0 bis 13 (d.h. einen aus 14 vorbestimmten Werten) und ein zusätzliches Umschaltsignal (plus oder minus) umkodiert. Der Umkodierer 576 hat 14 Ausgangsleitungen, entsprechend den Zahlen von 0 bis 13_f und einen Vorzeichenausgang. Wenn der Auslassungs- oder Unterdrückungsimpuls auftritt, werden alle 14 Ausgangsleitungen gesperrt.

Die 14 Ausgangsleitungen steuern einen Festspeicher, der vier Matrizen 577, 578_r 579 und 580 aufweist, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Jede Matrize enthält 14 geradlinige Leiter auf der einen Seite einer isolierenden Platte und acht geradlinige Leiter auf der gegenüberliegenden Seite. Überall dort, wo sich zwei Leiter kreuzen, können sie durch eine Diode verbunden sein, die durch die Platte hindurchgeht. Durch ent-

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sprechende Anordnung von Diodensteckern (die in Fig. 7 als Punkte dargestellt sind) können die Matrizen daher zur Abgabe von binären Signalen von bis zu acht Ziffern veranlaßt werden, die als Interpolationskoeffizienten A, B, C und D wirken, und zwar jedesmal dann, wenn eine der 14 Ausgangsleitungen Strom führt.

Die Dioden sind so angeordnet, daß sich eine Interpolationskurve ergibt, die der in Fig. 6 bei Af? dargestellten ähnelt. Jede Matrix entspricht nur einem Teil der Kurve. Um das Verständnis zu erleichtern, ist die Kurve über jeder Matrix in . Fig. 7 nochmals dargestellt, wobei derjenige Teil oder diejenigen Teile der Kurve, dem oder denen die Matrix zugeordnet ist, als ununterbrochene Linie dargestellt und der Rest als unterbrochene Linie dargestellt ist bzw. sind. Das vom Umkodierer 576 angegebene Umschaltsignal (plus oder minus) wähDt die Multipliziervorrichtung aus, der der Koeffizient aus jeder Matrix zugeführt wird. Bei einem positiven Signal geben die Matrizen jeweils Ausgangs signale C, B, D und A ab. Bei einem negativen Signal geben sie Ausgangssignale B, C, A und D ab. Die von dem Umschaltsignal betätigten Umschalt_vorrichtungen 577a, 578a, 579a und 580a sind in Fig. 7 dargestellt.

Die Anzahl der Ziffern in den als Interpolationskoeffizeienten verwendeten Signalen ist - in der als Beispiel dargestellten Einrichtung - die gleiche wie die Anzahl der zur Darstellung einer Signalamplitude verwendeten Ziffern. Diese Gleichheit ist jedoch nicht notwendig.

Fig. 8 stellt die Folgesteuerung (vgl. 501 in Fig. 1) zur Bildung der Signale U, V, ¥, X, Y und Z dar, die die in Fig. 4 dargestellten Tore steuern.

Die Zeilenimpulse für die Eingangs- und Ausgangs signale werden jeweils Impulsformern 581 und 582 zur Bildung schmaler

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Impulse zugeführt. Für das Umsetzen von 625 in 405 Zeilen werden nur etwa zwei von jeweils drei Zeilen der Zwischennorm verwendet, und es muß dafür gesorgt sein, daß das Weiterschalten von einem Speicher zum nächsten in der richtigen Reihenfolge erfolgt.

Wenn ein Auslassungsimpuls auftritt, verhindert er, daß ein auf der 625-Zeilen-Seite gebildeter Impuls einem eingangsseitigen 3 : 1-Impulsfrequenzteiler 583 zugeführt wird und daß dieser (583) einem der Speicher .ein Einschaltsignal zuführt. Wenn der Auslassungsimpuls nicht vorhanden ist, wird,der 3 :1-Frequenzteiler jedesmal um einen Schritt weitergeschaltet, wenn ein eingangsseitig gebildeter Impuls eintrifft.

Der ausgangsseitige 3 :1-ImpulsfrequenzteiLer 584 wird jedesmal um einen Schritt weitergeschaltet, wenn ein auf der 405-Zeilen-Seite gebildeter Impuls eintrifft, so daß das Auslesen der Informationen aus den Speichern der Reihe nach ausgelöst wird.

Nach jeweils 125 Eingangszeilen und 81 Ausgangszeilen tritt eine Koinzidenz zwischen den Ausgangsimpulsen der beiden Impulsformer 581 und 582 auf. Diese Koinzidenz wird zur Rückstellung der 3 : 1-Impulsfrequenzteiler verwendet, falls sie außer Tritt geraten. Dadurch wird verhindert, daß gleichzeitig Informationen in einen Speicher eingeschrieben oder aus diesem ausgelesen werden.

Die soweit beschriebene Einrichtung ist unmittelbar zum Umsetzen der LeuchtdichteSignalkomponente eines Färb(wert)signals zur Bildung eines Schwarz-Weiß-Signals (eines monochromatischen Signals) geeignet. Eine digitale oder analoge Chrominanzumsetzeinheit kann zusätzlich für die getrennte Verarbeitung von Farbsignalen (Chrominanzsignalen) verwendet werden. Bei einer

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bevorzugten Anordnung wird die Chrominanz (auch Farbdifferenz genannt) in B - Y und R-Y Digitalsignale zur Interpolation umgesetzt. Die Chrominanz-Auflösung (Chrominanz-Zeichenschärfe oder Chrominanz-Bildschärfe) kann geringer als die Helle-Auflösung sein, so daß man mit einer verhältnis-" mäßig geringen Speieherkapazität auskommt, ohne auf Mehrphasensysteme zurückgreifen zu müssen. Durch Verwendung einer Einrichtung mit acht Speichermodulen zusätzlich zu den 18 Modulen, die in den Verzögerungseinheiten und Speichereinheiten nach Fig. 4 verwendet werden, erhält man hinreichend gute Ergebnisse.

Abweichungen von dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel liegen im Rahmen der Erfindung.

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Claims (2)

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Verarbeiten von Fernsehsignalen, gekennzeichnet durch einen Eingang für die Signale in digitaler Form und eine Speichervorrichtung für die digitalen Signale in Form eines oder mehrerer digitaler Schieberegister, die mit einer Lesevorrichtung zum Auslesen der gespeicherten Signale zur Bildung digitaler Ausgangssignale, die gegenüber den Eingangssignalen verzögert sind, versehen sind.

2. Einrichtung zum Verarbeiten von Fernsehsignalen, gekennzeichnet durch einen Eingang für die Signale in digitaler Form, mehrere Speichervorrichtungen für die digitalen Signale, jeweils in Form eines oder mehrerer digitaler Schieberegister zur Aufnahme und Speicherung der digitalen Signale, und eine Lesevorrichtung zum Auslesen der gespeicherten Signale zur Bildung von Ausgangssignalen, die gegenüber dem Eingangssignal um einen veränderbaren Betrag verzögert sind.

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