DE2306113C3

DE2306113C3 - Circuit arrangement for measuring the black level in the image signal range of a video signal

Info

Publication number: DE2306113C3
Application number: DE19732306113
Authority: DE
Inventors: Klaus 6101 Nieder-Ramstadt Lehmann; Emil 6100 Darmstadt Siegel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-02-08
Filing date: 1973-02-08
Publication date: 1980-05-14
Also published as: DE2306113A1; DE2306113B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Sch. lungsanordnung zur Messung des Schwarzwertes im Bildsignalbereich eines Videosignales gemäß der Galtung des Hauptanspruchs.The invention relates to a Sch. arrangement for measuring the black level in the image signal range of a Video signal according to the application of the main claim.

Es ist bekannt, den Schwarzwert im Bildsignalbereich eines Videosignals mit einem Oszillographen /u messen, d. h. subjektiv festzustellen. Die Genauigkeit dieser subjektiven Meßmethode ist jedoch gering und der Aufwand verhältnismäßig hoch. Sie erfordert die Einstellung der Kompensation für Dunkelsirom. Auflicht und Streulicht bei einer Farbfernsehkamera mit Plumbikonröhren und für jeden Farbkanal je eine Anzeige /ur Messung des Schwar/wertes.It is known that the black level in the image signal range measure a video signal with an oscilloscope / u, d. H. subjectively to be determined. The accuracy of this subjective measurement method is low and the effort is relatively high. It requires that Adjustment of compensation for dark sirom. Incident and scattered light with a color television camera Plumbicon tubes and one for each color channel Display / ur measurement of the black value.

Ferner ist aus der DE-AS 10 62 735 ein Verfahren und eine Schallungsanordnung zur Spitzenspannungsmessung von Videosignalen mit einer Anzeigeröhre bekannt, die als Instrument dient. Die Schaltungsanordnung enthält eine nichtadditive Mischstufe, mit welcher im Bereich der Auüastlücken befindliche Videosignalanteile, die dem Bezugswert »weiß« entsprechen, von einer Aussleuerungsanzeige ausgenommen werden. Der nichiadditiven Mischstufc ist eine Reihenschaltung aus Gleichrichter RC- Kombination und Meßeinrichtung nachgeschaltet. Damit auch Signalanteile des Videosignals mit geringem Energieinhalt, d. h. Videosignale mil kurzdauernden Impulsen, /ur Anzeige gelangen, ist vor dem Gleichrichter ein Regelglied eingeschaltet, welches von einem weiteren Gleichrichter und einer weiteren AfC-Kombinalion in Abhängigkeit des jeweiligen Energieinhalts des zu messenden Videosignals gesteuert den Verstärkungsgrad ändert. Vom Bildinhalt des Videosignals wird somit nur eine relative Anzeige der »Weiß«'SpilZeri durchgeführt, Eine Detektion auf den dunkelsten Bildpunkt inficrhälb eitles Videobildes findet nicht statt,Furthermore, from DE-AS 10 62 735 a method and a sound arrangement for peak voltage measurement of video signals with a display tube is known, which serves as an instrument. The circuit arrangement contains a non-additive mixer stage with which video signal components located in the area of the gaps and which correspond to the reference value “white” are excluded from an output display. The non-additive mixing stage is followed by a series circuit comprising a rectifier RC combination and a measuring device. So that signal components of the video signal with a low energy content, i.e. video signals with short-lasting pulses, are displayed, a control element is switched on in front of the rectifier, which is controlled by a further rectifier and a further AfC combination depending on the respective energy content of the video signal to be measured Gain level changes. From the image content of the video signal, only a relative display of the "white" SpilZeri is carried out. There is no detection of the darkest pixel in the half-void video image,

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 9 34 705 ein Verfahren zur Einstellung eines Weißbegrenzers bei Fernsehsendern bekannt, bei welchem Impulse im Videosignal überlagert werden, die in ihrer Polarität weißen Bildstellen entsprechen, aber größere Amplitude besitzen und die durch Einstellung des Begrenzers auf weiß gebracht werden. Eine Schwarzwertmescung des Videosignals nach diesem bekannten Verfahren ist nicht möglich.Furthermore, a method for setting a white limiter is from German patent specification 9 34 705 Known to television broadcasters in which pulses in the video signal are superimposed on the polarity correspond to white image areas, but have a greater amplitude and which are achieved by setting the Limiter can be brought to white. A black level measurement of the video signal according to this known Proceedings are not possible.

ίο Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung gemäß der eingangs genannten Art anzugeben, welche innerhalb eines Videobildes die Stelle mit der kleinsten Signalgröße (dunkelster Bildpunkt) feststellt und aus dieser ein dem Schwarzwert entsprechendes Meßsignal ableitet.ίο The object of the present invention is to provide a Specify circuit arrangement according to the type mentioned, which within a video image the Position with the smallest signal size (darkest pixel) and from this a black value derives corresponding measurement signal.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments of the invention can be found in the subclaims.

Die Erfindung weist den Vorteil auf. daß gleichzeitig mit der objektiven Messung des dunkelsten Bildpunktes eines von einem Videosignal bestimmten Bildes ein Signal abgeleitet wird, welches als Stellsignal zur automatischen Einstellung des Schwarzwertes in videotechnischen Geräten, insbesondere Farbfernsehkameras, dienen kann.The invention has the advantage. that simultaneously with the objective measurement of the darkest pixel A signal is derived from a picture determined by a video signal, which is used as a control signal for automatic setting of the black level in video technology devices, especially color television cameras, can serve.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren näher erläutert und beschrieben. Von den Figuren zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the figures representing an exemplary embodiment and described. From the figures shows

F"ig. 1 eine Scnaltungsanordnung zur Messung des Schwarzwertes undFIG. 1 shows a circuit arrangement for measuring the black level and

F i g. 2 Spannungs/eitdiagramme zur Erläuterung der Schaltungsanordnung.F i g. 2 voltage / time diagrams to explain the circuit arrangement.

In der Fig. 1 wird über eine Klemme 1 und einen Koppelkondensalor 2 der Basis eines Transistors 3 ein Videosignal gemäß der Zeile <? der Fig. 2 zugeführt, wobei // die Periodendauer einer Zeile und A die Austast/eil der horizontalen Ausi.istlücke enispricht. Der Transistor 3 wird in Emiuergrundschaltung betrieben und arbeitet als Verstärker. Der Aibeitspunkt des Transistors 3 ist durch einen Basisspannungsteiler mit den Widerständen 4 und 5 einstellbar Der Emitter des Transistors 3 liegt über einen Widerstand 6 an einem negativen Potcn ial 7. Der Widerstand 6 dient zur Stromgegenkopplung des Transistors 3. Der Kollektor des Transistors 3 ist /um einen über einen Widersland 8 mit einem positiven Poteniial 9 und zum anderen mit der Basis eines Transistors 10 verbunden. Mit Kondensator 11 wird das am Kollektor von Transistor 3 liegende Signal (Zeile b. I ι g. 2). welches gegenüber dem Signal an Klemme 1 (Zeile a. F ι g. 2). in der Polarität gedrehl ist. in der Bandbreite begrenzt. Diese Bandbegren/ung dieni vornehmlich /ur Unierdrückung von SlOrspan nungen. /. B. Rauschen. Transistor 10 bildet mit Widcrsland 12 einen Impedanzwandler (Emitterfolger), welcher /ur niederohmigen Ansteuerung der aus Kondensator 13 und Transistors 14 besiehenden Klemmstufe erfoi Jerlich ist. Der Basis von Transistor 14 werden über Klemme 15 horizonialfrequente Klemmimpulse (Zeile c, F i g. 2) zugeführt. Diese Klemmimpulse liegen im horizontalen Austastintervall und klemmen Signale nach Zeile b der Fig.2 während der horizontalen Austastung auf Massepotential 16. Das derart geklemmte Signal gelangt von der Klemmstufe zu einem ersten Eingang der aus den Transistoren 17 bis 20 und den Widersländen 2i bis 25 besiehenden Differenz.verslärkeranordnung in Darlingtonschaltung.In Fig. 1, a video signal according to the line <? 2, where // is the period of a line and A is the blanking part of the horizontal gap. The transistor 3 is operated in the basic Emiuer circuit and works as an amplifier. The Aibeitpunkt of the transistor 3 can be set by a base voltage divider with the resistors 4 and 5. The emitter of the transistor 3 is connected via a resistor 6 to a negative potential 7. The resistor 6 is used for current negative feedback of the transistor 3. The collector of the transistor 3 is / connected to a positive potential 9 via a contradiction 8 and to the base of a transistor 10 on the other. With capacitor 11, the signal lying at the collector of transistor 3 (line b. I ι g. 2). which opposite the signal at terminal 1 (line a. Fig. 2). is rotated in polarity. limited in bandwidth. This band limitation is primarily used to suppress light tension. /. B. Noise. Transistor 10 and Widcrsland 12 form an impedance converter (emitter follower), which / ur low-resistance control of the clamping stage consisting of capacitor 13 and transistor 14 is required. The base of transistor 14 is supplied via terminal 15 with horizontal-frequency clamping pulses (line c, FIG. 2). These clamping pulses are in the horizontal blanking interval and clamp signals according to line b of FIG. 2 during horizontal blanking at ground potential 16. The signal clamped in this way passes from the clamping stage to a first input of the transistors 17 to 20 and the opposing sides 2i to 25 Differential amplifier arrangement in Darlington connection.

Die Emitterfolger mit den Transistoren 17 bis 20 sowie den Widerständen 21 und 24 dienen im wesentlichen zur Erhöhung des Eingangswiderstandes des aus den Transistoren 18 und 19 sowie den Widerständen 22, 23 und 25 bestehenden Anordnung eines Differenzverstärkers. Das an den Kollektoren der Transistoren 19 und 20 liegende Signal wird über eine aus den Transistoren 26 und 27, den Widerständen 28 und 29 sowie der Zener-Diode 30 bestehenden Darlingtonschaltung der Basis von Transistor 20 wieder zurückgeführt. Durch diese Maßnahme wird der Darlingtondifferenzverstärker so stark gegengekoppelt, daß sich eine Spannungsverstärkung von 1 :1 einstellt. Weiterhin ergibt sich durch diese schaltungste^hnische Maßnahme, daß der Ausgang dieser Schaltung (Emitter und Transistor 27) extrem niederohmig wird.The emitter followers with the transistors 17 to 20 and the resistors 21 and 24 are used essentially for Increase in the input resistance of the transistors 18 and 19 and the resistors 22, 23 and 25 existing arrangement of a differential amplifier. The signal applied to the collectors of the transistors 19 and 20 is transmitted via one of the transistors 26 and 27, the resistors 28 and 29 and the Zener diode 30 of the existing Darlington circuit Base of transistor 20 fed back again. By doing this, the darling tone differential amplifier fed back so strongly that a voltage gain of 1: 1 is achieved. Furthermore it results by this circuit-related measure that the output of this circuit (emitter and transistor 27) becomes extremely low resistance.

Nimmt man an, daß Kondensator 31, Widerstand 32 sowie Instrument 33 über Potentiometer 34 nicht mit dem Emitter von Transistor 27 verbunden wäre, so würde am Emitter von Transistor 27 das gleiche Signal wie an der Basis von Transistor 17 abnehmbar sein. Schließt man jedoch Kondensator31 gemäß Fig. 1 mit der einen Elektrode an den Emitter von Transistor 27 und mit der anderen Elektrode an das positive Potential 9 an und berücksichtigt, daß über Widerstand 32 sowie Instrument 33 mit Potentiometer 34 nur vernachläßigbare Ströme fließen, so lädt sich der Kondensator 31. bedingt durch den Spannungsabfall an Widerstand 32, auf den positivsten Spannungspegel an der Basis von Transistor 27 auf. Da sich der Ladekondensator 31 nur sehr langsam, d. h. über mehrere Teilbilder hinweg, entladen kann, wird der Arbeitspunkt von Transistor 27 durch die Aufladung von Ladekondensator 31 derart verschoben, daß nur noch positivere Pegel des Signals an der Basis von Transistor 27 eine weitere Aufladung von Ladekondensator 31 bewirken. Gedanklich verkörpert diese Schaltungsanordnung mit den Transistoren 17 bis 20,26 und 27 eine Gleichrichteranordnung, wobei Kondensator 31 als Ladekondensator und Widerstand 32 als Entladewiderstand dient. Widerstand 28 begrenzt den Entladestrom für Kondensator 31. Mit ihm wird erreicht, daß nicht zu kleine Schwarzflächen zu einer unerwünschten Anzeige führen.Assume that capacitor 31, resistor 32 and instrument 33 via potentiometer 34 are not included were connected to the emitter of transistor 27, the same signal would appear at the emitter of transistor 27 as removable from the base of transistor 17. If, however, the capacitor 31 according to FIG. 1 is included one electrode to the emitter of transistor 27 and the other electrode to the positive potential 9 and takes into account that via resistor 32 and instrument 33 with potentiometer 34 only negligible When currents flow, the capacitor 31 charges due to the voltage drop across resistor 32, to the most positive voltage level at the base of transistor 27. Since the charging capacitor 31 is only very slowly, d. H. can discharge over several partial images, the operating point of transistor 27 shifted by the charging of charging capacitor 31 so that only more positive levels of the signal at the base of transistor 27 another charge cause of charging capacitor 31. Conceptually embodies this circuit arrangement with the transistors 17 to 20, 26 and 27 a rectifier arrangement, wherein Capacitor 31 is used as a charging capacitor and resistor 32 as a discharge resistor. Resistance 28 limited the discharge current for capacitor 31. With it is achieved that not too small black areas to a lead to unwanted advertisement.

Um Schwarzwerte einer sehr kleinen Schwarzfläche, z.B. 1% eines Gesamtbildes, zur Anzeige zu bringen, muß dem Ladekondensator 31 ein sehr hoher Strom zugeführt werden. Einen solch hohen Strom liefert beispielsweise der Darlingtonverstärker mit den Transistoren 26 und 27. Um nun zu verhindern, daß ein hoher Ladestrom die positive Betriebsspannung 9 zu sehr belastet und damit beeinflußt, wurde die eine Elektrode des Kondensators 31 an das positive Potential 9 gelegt.To get the black values of a very small black area, e.g. 1% of an overall image to be displayed, the charging capacitor 31 must have a very high current are fed. Such a high current is supplied by the Darlington amplifier with the transistors, for example 26 and 27. To prevent a high charging current from affecting the positive operating voltage 9 too much one electrode was loaded and thus influenced of the capacitor 31 is placed at the positive potential 9.

Damit der Austastpegel des Videosignals nicht in die Messung miteinbezogen wird und das Meßergebnis verfälscht, werden über Klemme 35 und Diode 36 der Basis von Transistor 19 impulsförmige Signale (Zeile d, Fi g. 2) zugeführt. Dieses impulsförmige Signal mit den impulsen nach Zeile d, F i g. 2, welches die horizontalen Austastbereiche des Videosignals einschließt, dient zur Unterdrückung der Austastimpulse im Videosignal, indem während der Austastbereiche, siehe Zeile c, Fig. 2, ein hoher Weißwert, höher als der größte im Videosignal vorkommende Weißwert, »vorgetäuscht« wird.So that the blanking level of the video signal is not included in the measurement and falsifies the measurement result, pulse-shaped signals (line d, FIG. 2) are fed to the base of transistor 19 via terminal 35 and diode 36. This pulse-shaped signal with the pulses according to line d, F i g. 2, which includes the horizontal blanking areas of the video signal, is used to suppress the blanking pulses in the video signal by "simulating" a high white value, higher than the largest white value occurring in the video signal, during the blanking areas, see line c, FIG.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

OR 1 1 Ί. Patent claims:

1. Circuit arrangement for measuring the black level in the image signal range of a video signal, in which the video signal to be measured and a pulse signal comprising a blanking interval are fed to inputs of a mixer, the output signal of which is connected to a measured value display device via a rectifier arrangement with a /? C combination, characterized in that For a black level measurement on the darkest pixel within a video image, a mixer (17 to 25) with a low output resistance is provided, the output of which is connected to a pole (9) of an operating voltage source via a capacitor (31) of the RC combination (31 and 32) and whose output voltage (e) is polarized so that the capacitor (31) is only charged when there are black levels in the video signal faj to be measured.

2. Circuit arrangement according to claim! .Due to this characterized in that the mixer (17 to 25) is a differential amplifier in Darlington circuit and that the mixer (17 to 25) is fed back by a further Darlington circuit (26 to 30).

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the video signal input of the Mixing stage (17 to 25) is preceded by an arrangement (11) for frequency / band limitation of the video signal is.