DE2348588B2 - Korrektur von Farbfernseh-Übertragungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Gamma-Korrektur von Farbfernseh-Übertragungsanlagen, bei der die unkorrigierten Fernsehsignale über einen ersten Signalweg mit linearer Charakteristik einem ersten Eingang einer Überblendschaltung und über einen zweiten, parallelen Signalweg mit nichtünearer Charakteristik einem zweiten Eingang der Überblendschaltung zugeführt werden, deren Ausgang das korrigierte Fernsehsignal abgibt.

Zu den heute in Fernsehübertragungsanlagen verwendeten Fernsehkameras gehört eine Einrichtung zur Gradationsentzerrung oder Gamma-Korrektur. Diese Einrichtung hat den Zweck, die Kennlinie der Fernsehaufnahmeröhre an die Kennlinie der Empfänger-Bildröhre anzupassen. In einer bekannten Ausführungsform (US-PS 34 61 224) hat eine Einrichtung zur Gamma-Korrektur etwa folgenden Aufbau. Die von der Fernsehkamera gelieferten Signale werden im Anschluß an eine Vorverstärkung zwei parallelen Signalwegen zugeführt. Während einer der Signalwege eine lineare Charakteristik hat, weist der andere Signalweg eine z. 3. durch eine Diode erzeugte nichtlineare Charakteristik auf Das Signal des linearen Signalweges wird daraufhin amplitudenmäßig an das andere Signal angepaßt. Beide Signalwege sind mit einem Überblendregler verbunden, mit dem die linearen und nichtlinearen Signalanteile in einem beliebig wählbaren Verhältnis zusammengesetzt werden. An einem Ausgang des Überblendreglers liegt dann die korrigierte Signa.spannung.

Durch die DT-PS 12 74 171 ist ferner eine Schaltung zur frequenzabhängigen Gradationsentzerrung von Farbfernsehsignalen mit je einem Gradationsentzerrer für die in einem Farbbildsignalgeber erzeugten Farbwertsignale und einer Matrix zur Bildung eines Leuchtdichtesignals aus dem über die Gradationsentzerrer geführten Farbwertsignale und einer Addierstufe zur Zusammensetzung dieses Leuchtdichtesignals mit den farbträgerfrequenten Farbdifferenzsign;alen bekannt. Hierbei ist nach der Matrix im Leuchtdichtesignalkanal ein Tiefpaßfilter, welches die hohen Frequenzen des Leuchtdichtesignals unterdrückt, und im Grünkanal vor dem Gradationsentzerrer ein Hochpassfilter vorgesehen, welches eine komplementäre Charakteristik zu derjenigen des Tiefpaßfilters hat. Die vom Tiefpaß- und Hochpaßfilter abgegebenen Signale werden danach in einer Addiei stufe zu einem vollständiger. Leuchtdichtesignal zusammengesetzt. Diese bekannte Schaltung ist daher etwas aufwendig und die Durchführung der Gradationsentzerrung relativ umständlich, wobei außerdem im Ausgangssignal leicht Farbverfälschungen auftreten können. Nachteilig ist weiterhin, daß bei Änderung der Gradationsentzerrung nur im Grünkanal die Ausgangsspannung des vollständigen Leuchtdichtesignals nicht konstant gehalten werden kann.

Da bei der Entwicklung von Farbfernsehkameras die Tendenz besteht, eine möglichst hohe Lichtempfindlichkeit zu erzielen, ergeben sich Probleme hinsichtlich der Wiedergabe von dunklen, nur geringfügige Kontraste aufweisenden Bildpartien. Um eine subjektiv als ungestört empfundene Bildwiedergabe der dunklen Bildpartien zu gewährleisten, müssen Bildauflösung und Störabstand in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wiedergabe der dunklen Bildpartien eines Fernsehbildes zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten An dadurch gelost, daß der nichtlineare Signalweg ein Tiefpaßfilter enthält, das nur Frequenzen des unteren Bereiches des Fernsehsignal-Frequenzbandes durchläßt, während der lineare Signalweg ein Laufzeitglied enthält, dessen Zeitkonstante so bemessen ist, daß die Fernsehsignale am Ausgang der Überblendschaltung gleichphasig sind.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird die Amplitude derjenigen Videosignale, die den dunklen Bildpartien entsprechen, gedehnt, ohne daß es dadurch zu einer Verschlechterung des Störabstandes kommt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Tiefpaßfilter und Laufzeitglied derart mit einem Empfindlichkeitsregler der Farbfernsehkamera gekoppelt, daß von einer bestimmten Einstellung des Empfindlichkeitsreglers an Tiefpaß und Laufzeitglied überbrückt bzw. abgeschaltet werden.

Diese Maßnahme gehl von der Überlegung aus, daß der Störabstand von der jeweiligen Einstellung des t.mpfindlichkeilsreglers einer Farbfernsehkamera abhängt, d. h. von der jeweils gewäh ten Verstärkung. Durch die Kopplung von Empfindlichkeitsregelung und Bandbreiten- und Laufzeitver inderung kann also beispielsweise erreicht werden, daß von einer bestimmten Einstellung des Empfindlichkeitsreglers an, bei der der Störabstand des Videosignals so groß is„ daß die BildquaiAät — subjektiv gesehen — nicht mehr zu verbessern ist, die Frequenzbandbeschränkung aufgehoben wird.

Das Prinzip sowie nähere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung bedeutet

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zurGamma-Kc rektur,

Fig. 2 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer Farbfernsehkamera mit je einer Einrichtung zur Gamma-Korrektur in den drei Farbart-Kanälen und

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Farbart-Kanals einer Farbfernsehkamera mit einem Empfindlichkeitsregler.

Die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung 1 zur Gamma-Korrektur besitzt einen Eingang 2, der mit einem linearen Signalweg 3 und einem nichtlinearen Signalweg 4 verbunden ist. Der lineare Signalweg 3 führt an einen ersten Eingang 5 und der nichtlineare Signalweg 4 an einen zweiten Eingang 6 eines Überblendreglers 7, dessen Ausgang den Ausgang 8 der Schaltungsanordnung zur Gamma-Korrektur bildet.

Während der lineare Signalweg 3 eine Reihenschaltung aus einem Laufzeitglied 9, einem linearen Verstärker 10 und einem Anpassungsglied 11 enthält, liegen in dem nichtlinearen Signalweg 4 ein Tiefpaßfilter 12 und ein nichtlinearer Verstärker 13.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltung ist folgende: Ein an dem Eingang 2 der Schaltungsanordnung liegendes Videosignal wird den beiden Signalwegen 3 und 4 gleichzeitig zugeführt. Das Tiefpaßfilter 12 im nichtlinearen Signalweg 4 läßt nur die den dunkleren Bildpartien entsprechenden Frequenzen des Videosignals durch. Die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters beträgt daher beispielsweise 2 MHz. Das auf 2 MHz beschränkte Fernsehsignal-Frequenzband wird in dem nichtlinearen Verstärker 13 zum Zwecke der Gamma-Korrektur verzerrt. Das im linearen Signalweg 3 liegende Laufzeitglied 9 dient zum Ausgleich des Unterschiedes der Phasenlage zwischen dem linear verstärkten Eingangssignal und dem in der Bandbreite beschränkten und nichtlinoar verstärkten Eingangssignal. Mit dem Anpassungsglied 11 erfolgt eine amplitudenmäßige Anpassung beider Signalwege. Das am Ausgang 8 der Schaltungsanordnung abgegebene Signal erhält je nach der Stellung des Überblendreglers 7 einen bestimmten Signalanteil des ersten und des zweiten Signalweges 3,4.

In einer Farbfernsehkamera kann gemäß Fig. 2 in jedem Farbkanal je eine Gamma-Korrekturstufe 1 nach F i g. 1 liegen. Im einzelnen hat ein Verstärkerzusatz für eine Farbfernsehkamera drei Eingänge 14, 15 und 16. Die Eingänge sind mit je einer Fernsehaufnahmeröhre für Rot, Grün und Blau verbunden. Die Eingänge 14, 15 und 16 sind über je einen Vorverstärker 17, 18 und 19 mit je einem Eingang einer Matrixschaltung 20 verbunden. Mit der Matrix werden die zur Erzielung der gewünschten Farbwiedergabe nötigen Signalkorrekturen vorgenommen. An die drei Ausgänge der Matrixschaltung 20 schließen sich je eine Schaltungsanordnung zur Gamma-Korrektur und an deren Ausgänge je ein Endverstärker 21,22 und 23 an. Jede in F i g. 2 durch ein Blockschaltungssymbol gekennzeichnete Sehaltungsan-5 Ordnung zur Gamma-Korrektur entspricht der Schaltungsanordnung 1 in F i g. 1.

Nach einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 hat der Verstärkerzusatz für eine Farbfernsehkamera einen Eingang 24, der z.B. mit der Aufnahmeröhre für die Farbe Rot verbunden ist. An den Eingang 24 schließt sich ein Empfindlichkeitsregler 25 an, mit dem die Empfindlichkeit bzw. die Verstärkung in diesem Faibkanal eingestellt werden kann. Ein Ausgang des Empfindlichkeitsreglers 25 steht über einen Vorverstär-

t5 ker 26 mit einem Eingang der Matrixschaltung 27 in Verbindung. An dem korrespondierenden Ausgang der Matrixschaltung 27 liegt eine Gamma-Korrek'urschaltung 28, die über einen Endverstärker 29 mit einem Ausgang30 in Verbindung sieht.

Die jeweilige Einstellung des Empfindlichkeitsreglers läßt sich mit einer z. B. stufenweise veränderbaren Gleichspannung Ur vornehmen. Die erforderlichen Gleichspannungen liefert ein parallel zu einer Batterie Ub geschalteter Spannungsteiler aus mehreren Widerständen 31. Zwischen je zwei benachbarten Widerständen 31 befindet sich ein Abgriff, der mit je einem feststehenden Kontakt eines ersten Stufenschalters 32 in Verbindung steht. Ein beweglicher Kontakt des Stufenschalters 32 liegt an einem Steuereingang 33 des Empfindlichkeitsreglers 25. Entsprechend der jeweiligen Stellung des beweglichen Kontaktes des ersten Stufenschalters 32 liegt jeweils eine bestimmte Gleichspannung Ur an dem Steuereingang 33, wodurch der Empfindlichkeitsregler 25 auf eine bestimmte Empfindlichkeitsstufe eingestellt ist.

Mit dem ersten Stufenschalter 32 ist ein zweiter Stufenschalter 34 mechanisch gekoppelt. Der zweite Stufenschalter 34 hat die gleiche Anzahl von feststehenden Kontakten wie der erste Stufenschalter 32. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die beiden ersten feststehenden Kontakte des zweiten Stufenschalters Leerkontakte, während die drei darauffolgenden feststehenden Kontakte an einem ersten Steuereingang 35 der Gamma-Korrekturstufe 28 liegen. Der bewegliehe Kontakt des zweiten Stufenschalters ist mit einem zweiten Steuereingang 36 der Gamma-Korrekturstufe 28 verbunden. Die Steuereingänge 35,36 entsprechen in F i g. 1 den Schaltungspunkten a, b bzw. c, d Zwischen den Schaltungspunkten a und b liegt ein das Laufzeitglied 9 überbrückender Schalter 37 und zwischen den Schaltungspunkten c und d ein das Tiefpaßfilter 12 überbrückender Schalter 38. Beide Schalter 37, 38 werden in den drei letzten Schaltstufen des Stufenschaltei s 34 gemeinsam betätigt, d. h.

geschlossen.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Schaltung ist folgende. Hat man mit dem ersten Stufenschalter 32 eine Empfindlichkeit gewählt, die einer großen Verstärkung entspricht, so sorgen das

fto Tiefpaßfilter 12 und das Laufzeitglied 9 dafür, daß die Amplitude eines Videosignals in den dunkleren Partien eines Fernsehbildes gedehnt werden. Dieser Fall würde also bei den beiden ersten Schaltstufen des Stufenschalters 32, 34 gegeben sein. Ist der Empfindlichkeilsregler dagegen auf eine kleinere Empfindlichkeit eingestellt, d. h. befinden sich die Stufenschalter 32, 34 in einer der letzten Schaltstufen, so werden die Schalter 37 und 38 geschlossen und damit Tiefpaßfilter 12 und Laufzeit-

glied 9 überbrückt. In diesem Rill findet d;<nn nur die übliche Gamma-Korreklur stall.

Ils sei noch erwähnt, daß die mit dem ersten Stufenschalter 32 wählbare Empfindlichkeit je Stufe um z. B. 3 dB verändert werden kann und daü der Bereich von z.B. minus 3 dB bis plus 12 dB reichen kann. Im übrigen können an Stelle der Schalter 37, 38 ( l^: i g. 1) an sich bekannte Einstellmittel für dasTiclpaßfiltcr und das Laufzeitglied vorgesehen sein, die derail mit dem Empfindlichkeitsregler 25 bzw. den Stufenschalter!! 32. 34 gekoppelt sind, daß jeder Einstellung des Empfindlichkeitsreglers bzw. jeder Stufe der Stufenschalter eine bestimmte Einstellung des Tiefpaßfilters und des Laufzeitgliedes zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Camma-Korrektur von Farbfernseh-Übertragungsanlagen, bei der die unkorrigierten Fernsehsignale über einen ersten Signaiweg mit linearer Charakteristik einem ersten Eingang einer Überblendschaltung und über einen zweiten parallelen Signalweg mit nichtlinearer Charakteristik einem zweiten Eingang der Überblendschaltung zugeführt werden, deren Ausgang das korrigierte Fernsehsignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtlineare Signalweg (4) ein Tiefpaßfilter (12) enthält, das nur Frequenzen des unteren Bereichs des Fernsehsignal-Frequenzbandes durchläßt, während der lineare Signalweg (3) ein Laufzeitglied (9) enthält, dessen Zeitkonstante so bemessen ist, daß die Fernsehsignale am Ausgang (8) der ÜberbJendschaliung (7) gleichphasig sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß diese in mindestens einem der Kanäle einer Farbfernsehkamera vorgesehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese in demjenigen Teil des Leuchtdichte-Signalweges einer Farbfernsehkamera enthalten ist, der auf eine Matrixschaltung (20) folgt, die die für eine bestimmte Farbwiedergabe nötige Signalkorrektur vornimmt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Tiefpaßfilter (12) und Laufzeitglied (9) derart mit einem Empfindlichkeitsregler (25) der Farbfernsehkamera gekoppelt sind, daß von einer bestimmten Einstellung des Empfindlichkeitsreglers an Tiefpaß und Laufzeitglied überbrückt bzw. abgeschaltet werden.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Tiefpaßfilter (12) und Laufzeitglied (9) mit Einstellmitteln versehen sind und daß die Einstellmittel mit einem Empfindlichkeitsregler (25) der Farbfernsehkamera derart gekoppelt sind, daß jeder Einstellung des Empfindlichkeitsreglers eine bestimmte Einstellung des Tiefpaßfilters und des Laufzeitgliedes zugeordnet ist.