DE2309884C3

DE2309884C3 - Schaltung zur Aperturkorektur von in einem vorgegebenen Amplitudenbereich begrenzten Bildsignalen

Info

Publication number: DE2309884C3
Application number: DE2309884A
Authority: DE
Inventors: Horst 6146 Alsbach-Hähnlein Peth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-02-28
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1981-10-22
Also published as: DE2309884A1; GB1403695A; FR2219590B3; US3946152A; DE2309884B2; FR2219590A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Durch die Korrektur von Bildsignalen sollen Fehler im Bildsignal, die auf de^r Aufnahmeseite während der Übertragung oder auf der Empfangsseite entstehen, beseitigt werden. Die Aperturkorrektur von Bildsignalen besteht beispielsweise in der Korrektur (praktisch nur in der teilweisen Korrektur) der durch die endliche Größe und nicht einheitliche Auftreffverteilung des Abtastpunktes sowohl auf der Signalelektrode (Aufnahmeseite) als auch auf dem Wiedergabeschirm (Empfangsseite) erzeugten Verzerrung. Bei bekannten Aperturkorrekturen werden nur die bildwichtigen Teile mittlerer Helligkeit visuell optimal korrigiert Durch diese Maßnahme treten für Bildsignalsprünge hoher Amplituden Übersteuerung auf, die zu einer Verbreiterung der Spruchkanten führen und damit zu keiner Verbesserung der Bildqualität Zur Vermeidung solcher oder ähnlicher Korrekturerscheinungen wurde beieits für vertikale Aperturkorrekturen vorgeschlagen, vor der Überlagerung des Korrektursignals zum Bildsignal das Korrektursignal derart in Abhängigkeit von den

ίο Bildsignalamplituden zu modulieren, daß Überschwinger im überlagerten Bildsignal nach schwärzer als schwarz und weißer als weiß vermieden werden.

In Fig. 2 der US-PS 35 36 826 ist die Schaltungsanordnung zu einem derartigen System für eine vertikale Aperturkorrektur dargestellt. Wie aus der Beschreibung zu dieser bekannten Anordnung hervorgeht, werden im wesentlichen nur die ru erwartenden Überschwingungen im überlagerten Bildsignal mit einem erheblichen Schaltungsaufwand begrenzt. Zwischen den einzelnen Bildsignalamplituden 0% (Schwarz) und 100% (Weiß) erfolgt jedoch keine Beeinflussung des zu überlagernden Korrektursignals. Mit der bekannten Schaltungsanordnung kann lediglich ein bestimmter Aussteuerungsbereich des Bildsignals eingestellt werden, an dessen Grenzen das vertikale Korrektursignal abgeschnitten wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein System zur Korrektur von in einem vorgegebenen Amplitudenbereich begrenzten Bildsignalen anzugeben, mit welchem eine Schaltungsanordnung weniger aufwendig wird; außerdem soll die vorliegende Erfindung nicht nur auf Korrektursignale von vertikalen Aperturkorrektoren beschränkt sein.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Schaltung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Es wurde zwar bereits vorgeschlagen (DE-PS 23 25 499), das Korrektursignal in einen gegen Schwarz und einen gegen Weiß gerichteten Anteil aufzuteilen und die Verstärkung des gegen Schwarz gerichteten Anteils mit Hilfe des Bildsignals derart zu steuern, daß die Amplitude dieses Anteils in schwarzen Bildteilen gegen Null geht. Bei der vorliegenden Erfindung werden jedoch die störenden Effekte nicht nur im Schwarzen, sondern auch im Weißen beseitigt, so daß das korrigierte Bildsignal nicht über den ohne Korrektur eingenommenen Amplitudenbereich hinausgeht.

Das erfindungsgemäße System weist den Vorteil auf, daß nicht nur an den Grenzen, sondern auch innerhalb des Amplitudenbereiches des Bildsignals eine Beeinflussung des Korrektursignals stattfindet. Die Übertra-

gungsfunktion des nichtlinearen Übertragungsgliedes ist im wesentlichen frei wählbar. Als besonders vorteilhaft ergibt sich jedoch eine Übertragungsfunktion bei P = }-P — H, wobei Haie Helligkeitsamplitude des Bildsignals ist.

Das erfindungsgemäße System soll nunmehr mit Hilfe der Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren genauer beschrieben werden. Von diesen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild nach dem erfindungsgemäßen System,

F i g. 2 ein Blockschaltbild für ein erstes Ausführungsbeispiel des nichtlinearen Übertragungsgliedes,

Fig.3 eine Schaltungsanordnung mit Transistoren für ein zweites Ausführungsbeispiel des nichtlinearen

Übertragungsgliedes und

_ Fig.4 die Übertragungsfunktion des nichtlinearen Ubertragungsgliedes in Abhängigkeit vom jeweiligen Heiligkeitswert des angelegten Bildsignals bei einer Schaltungsanordnung nach F i g. 3.

In F i g. 1 wird über Klemme t ein Bildsignal der Verzögerungsleitung 2, dem Korrektor 3 und über Klemme 4 dem nichtlinearen Übertragungsglied 5 zugeführt Als Korrektor 3 wurde in diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine horizontale Aperturkorrektur 6 sowie eine vertikale Aperturkorrektur 7 angenommen, deren Korrektursignale in einer Addierstufe 8 überlagert werden. Dieses Korrektursignal wird einem Eingang einer Modulationsstufe 9 zugeführt. Der andere Eingang dieser Modulationsstufe 9 ist über Klemme 10 mit dem Ausgang des nichtlinearen Ubertragungsgliedes 5 verbunden. Dieses nichtlineare Übertragungsglied 5 hat eine Übertragungscharakteristik, welche dem Diagramm in dieser Blockschaltbildstufe entspricht Danach werden Amplitudenwerte des Bildsignals, die im Schwarzen oder Weißen liegen, nicht verstärkt und Amplitudenwerte, die einer mittleren Bildhelligkeit im Bildsignal entsprechen, maximal verstärkt. Das dera.t modulierte Bildsignal am Ausgang der Modulationsstufe 9 wird mit dem durch die Verzögerungsstufe 2 verzögerten Bildsignal in einer Addierstufe Ii überlagert und ist an der Klemme 12 als korrigiertes Bildsignal abnehmbar. Aufgabe der Verzögerungsstufe 2 ist es, die durch die Korrekturstufen bedingten Laufzeiten derart auszugleichen, daß das Korrektursignal mit dem Bildsignal am Ausgang der Addierstufe 11 zeitlich übereinstimmt

F i g. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des nichtlinearen Übertragungsgliedes 5. Das über Klemme 4 zugeführte Bildsignal wird hier auf zwei Kanäle aufgeteilt. In dem ersten Kanal wird das Bildsignal durch eine Stufe 13 einem parabelförmigen Amplitudengang unterworfen. In dem zweiten Kanal wird das Bildsignal' durch eine Negationsstufe 14 in der Polarität gedreht und in einer Addierstufe 15 dem in der Stufe 13 verzerrten Bildsignal wieder überlagert Nimmt man an, daß an Klemme 4 ein sägezahnförmiges Bildsignal liegt, so würde an Klemme 10 ein Bildsignal abnehmbar sein, dessen Polarität gedreht ist und dessen Amplitudenverlauf der Funktion H²- H entspricht. Durch Begrenzung der Kennlinie nahe dem Schwarzwert wird erreicht, daß die in dem Schwarzbereich auftretenden Rauschanteile vollständig unterdrückt werden.

Fig. 3 zeigt in der gestrichelten Umrahmung 16 die bekannte integrierte Schaltung eines Doppelgegentaktmodulators. Bei diesem integrierten Doppelgegentaktmodulatorbaustein dienen die Klemmen 17, 18 und 19 zur Einspeisung der Betriebsspannung; an den Klemmen 20 und 21 mit Klemme 10 ist das über Klemme 4 zugeführte Bildsignal verzerrt abnehmbar; die K'emmen 22 und 23 stellen den Eingang für ein erstes Signal A und die Klemmen 24 und 25 den Eingang für ein zweites Signal ßdar.

Im folgenden wird dieser Doppelgegenuktmodulator anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Der Modulator weist zwei Paare von Transistoren 26, 27 bzw. 28, 29 sowie zwei Eingangstransistoren 30 und 31 auf. Die Transistoren 32, 33 und 34 mit den Widerständen 35 bis 38 dienen in dieser Schaltung als Konstantstromquelle. Die Emitter der Eingangstransi stören 30 und 31 sind über Widerstand 39 so miteinander verbunden, daß sie in dieser Schaltung als Differenzverstärker arbeiten. An den beiden Kollektorwiderständen 40 und 41 der beiden Transistorschaltpaare 26, 27 bzw. 28, 29 mit den Klemmen 20 und 21 sind zwei zueinander inverse Ausgangssignale abnehmbar.

Beim Betrieb dieser Gegentaktmodulatorschaltung wird üblicherweise über die iClemmen 24, 25 das modulierende Signal B zugeführt, während an den Klemmen 22 und 23 ein Trägersignal A liegt Dieses Trägersignal A schaltet die Transistoren 26 und 29 in den leitenden Zustand, während es zugleich die Transistoren 27 und 28 sperrt In der nächsten Halbperiode des Trägersignals werden die Transistoren 26 und 29 gesperrt und die Transistoren 27 und 28 in leitenden Zustand geschaltet Dieser Vorgang tritt bei jeder Periode des Trägersignals auf, so daß die Transistoren 26, 27 bzw. 28, 29 abwechselnd leitend wurrden. Die abwechselnde symmetrische und synchrone Steuerung der Transistoren 26 bis 29 hat die Wirkung, daß die invers an den Kollektoren der Eingangstransistoren 30, 31 zugeführten Signalströme an den Kollektorwiderständen 40 und 41 ein trägerloses moduliertes Signal liefern.

Bei einer derartigen Modulation handelt es sich um die multiplikative Zusammensetzung von zwei Signalen, wobei im allgemeinen gefordert wird, daß nur das Produkt der beiden Signale am Ausgang erscheint Legt man nun an den ersten Eingang mit den Klemmen 22 und 23 ein Signal A und an den zweiten Eingang mit den Klemmen 24 und 25 ein Signal B, so erscheint an der Ausgangsklemme 10 nicht mehr eines der beiden Signale A oder B. sondern das Produkt

P = k χ Α χ B,

wobei k ein konstanter Verstärkungsfaktor ist. Dieses Produkt ergibt sich jedoch nur, wenn die Klemmen 22 und 23 für das Signal A auf demselben Gleichspannungspotential liegen, ebenso die Klemmen 24 und 25 für das Signal B. Verändert man nun die Gleichspannungsbalance zwischen den Klemmen 22, 23 oder/und den Klemmen 24, 25, so ergibt sich eine additive oder

ίο subtraktive Komponente des Signals B oder/und des Signals A. An der Klemme 10 ist ein Signal abnehmbar, welches der Gleichung

P=k_lxAxB±k₂xA±k_zxB

entspricht. Wird an die Klemmen 24 und 25 bzw. 22 und 23 ein gleiches Potential angelegt, so wird k₂ bzw. Jt₃ Null. Von besonderer Bedeutung ist der Fall A = B mit der Bedingung k₃ = Null, so daß die Modulatorschaltung der Funktion

P= k\ χ A² ± k₂x A

entspricht. Setzt man nun voraus, daß k\ = fe = 1 ist, so erhält man eine Funktion mit P = A² — A. In Fig.4 ist die Funktion der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 anhand einer Sägezahnfunktion H dargestellt. In dem Diagramm ist auf der Achse die Helligkeit //aufgetragen, wobei der Faktor Null dem Amplitudenwert Schwarz und der Faktor 1 dem Heiligkeitswert Weiß entspricht. Auf der Ordinate ist die Übertragungsfunktion Paufgetragen. Wird nun das Potentiometer 42 so eingestellt, daß an den Klemmen 22 und 23 ein identisches Gleichspannungspotential liegt, dann erhält man eine quadratische Funktion mit P=H². Der Widerstand 43 dient zur Festlegung des Arbeitspunktes der Transistoren 26 und 29. Ein Verschieben der Vorspannung an Klemme 22 durch Potentiometer 42 nach dem positiven Potential 17 bewirkt eine Unbalance der Schaltungsanordnung nach Fig.3, so daß an

Klemme 21 bzw. 10 ein subtraktiver Anteil des Signals H auftritt. Die Amplitude wird durch die Höhe der Vorspannungsdifferenz an den Klemmen 22 und 23 bestimmt. Das gleiche Ergebnis wird auch durch eine Vorspannungsdifferenz an den Klemmen 24 und 25 mittels Änderung des Spannungsteilers mit den Widerständen 44 bis 46 erreicht. 1§

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Aperturkorrektur von in einem vorgegebenen Amplitudenbereich begrenzten Bildsignalen, bei welcher dem einen Eingang einer Multiplikationsstufe (9) das aus dem Bildsignal abgeleitete Aperturkorrektursigna! und dem anderen Eingang der Multiplikationsstufe (9) das über eine Stufe (5) mit aussteuerungsabhängiger VerstärkungEcharakteristik geführte Bildsignal zugeführt wird, und das Ausgangssignal der Multiplikationsstufe (9) dem entsprechend dem multiplizierten Korrektursignal verzögerten Bildsignal in einer Addierstufe (11) überlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (5) eine derartige Übertragungsfunktion hat daß die Weiß und Schwarz entsprechenden Amplituden des Bildsignals nicht verstärkt werden, und daß der eine mittlere Bildhelligkeit entsprechende Amplitudenwert des Bildsignals die größte Verstärkung erfährt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfunktion der Stufe (5) eine Differenz zwischen dem Helligkeitswert (H)des Bildsignals und dessen quadriertem Wert (H S 1) ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Stufe (5) eine Begrenzeranordnung vorgesehen ist, mit welcher das der Modulationsstufe (9) zugeführte Korrektursignal in einem kleinen dem Aplitudenwert des Bildsignals nach Schwarz entsprechenden Helligkeitsbereich unterdrückt wird.

4. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (5) eine Anordnung aus zwei über eine Addierstufe parallelgeschalteten Kanälen ist, wobei der erste Kanal eine Negationsstufe (14) und der zweite Kanal eine Stufe (13) mit parabelförmigem Amplitudengang enthält.

5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppelgegentaktmodulator (16) mit zwei Paaren von Transistoren (26, 27 bzw. 28, 29), bei welchem jedes Paar durch einen Eingangstransistor (30 bzw. 31) gesteuert wird, durch Änderung der Gleichspannungsbalance an den Steuereingängen (22, 23) eines jeden Paares der Transistoren (26, 27 bzw. 28, 29) oder an den Steuereingängen (24, 25) der Eingangstransistoren (31, 31) derart eingestellt wird, daß die Übertragungsfunktion des Doppelgegentaktmodulators in Abhängigkeit vom jeweils angelegten Amplitudenwert des Bildsignals P — H² — //entspricht.