DE2543218A1

DE2543218A1 - System zur selbsttaetigen korrektur der farbbalance zwischen den farbwertsignalen einer farbsignalquelle

Info

Publication number: DE2543218A1
Application number: DE19752543218
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Poetsch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-09-27
Filing date: 1975-09-27
Publication date: 1977-04-07
Also published as: FR2326098B1; FR2326098A1; GB1512149A; CA1098614A

Description

Rl«-Nr.: 1698/73

Sjjitem zur selbsttätigen Korrektur der Farbbalance zwischen den^FarbwertSignalen einer Farbsignalquelle

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur selbsttätigen Korrektur der Farbbalance z-wischen den Farbwertsignalen einer Färb B i gnal que He.

Aus der DT-OS 2 237 784 ist bekaxint, die Farbart "eines Farbfernrjohbildes mit einem Farbkorrektor zu verändern. Der bekannte Farbkorrektor enthält Bedienelemente, mit welchen die Färbart in bestimmten Helligkeitsbereichen dos Fernsehbildes nach dem subjektiven Befinden eines Betrachters manuell einstellbar ist.

Ferner ist aus der DT-OS 2 141 685 bekannt, Farbkorrekturen eines Farbfilms vorprogrammiert automatisch durchzuführen. Voraussetzung für eine solche vorprogrammierte Farbkorrektur ist genügend Zeit für einen Probedurchlauf dos Farbfilms. Bei dem Probedurchlauf werden die von einem Betrachter subjektiv ermittelten Farbfehler Szene für Szene gespeichert. Während der Sendung werden die einzelnen Szenen in Abhängigkeit der gespeicherten Farbfehlerwerte korrigiert. Bei bestimmten Farbfernsehsendungen, z.B. Nachrichtensendungen mit aktuellen Einspielungen von anderen Fernsehanstalten, ist der erforderliche Probedurchlauf nicht möglich. Derartige aktuelle Einspielungen werden unbesehen zur Sendung gebracht. Da außerdem die Szenen der Nachrichtensendungen sehr oft wechseln, bleibt dem Bildingenieur kaum Möglichkeit, erkannte Farbfehler während der einzelnen Szenendauer zu beseitigen.

/•3 x·
Zur Beseitigung dieses Nachteils wurde in der US-Patentschrift

" no

3 735 026 ein automatisches Farbkorrektiirsystem vorgeschlagen, bei welchem die Farbbalance der roten und blauen Farbwertsignale gegenüber dem grünen Farbwertsignal einer Farbsignalquelle selbsttätig abgeglichen wird. Der Abgleichvor-

709814/0438

ROBERT BOSCH GMBH - ^T ~
Rl. -Nr.: 1698/75 3

gang erfolgt bei diesem System dann, wenn die Amplitude des Leuchtdichtesignals kleiner als 7 % oder größer als 95 % des maximalen Leuchtdichtesignalwertes ist, d.h. den Schwarz- bzw. Weißwerten des Leuchtdichtesignals entspricht. Dieses Abgleichkriteriuin beruht auf der Annahme, daß die Spannungsdifferenz der Färbsignale bei schwarzen oder weißen Bildteilen Null wird. Das Vorliegen einer Farbsignaldifferenz bei schwarzen oder weißen Bildteilen zeigt dagegen, daß ein Farbstich und damit keine Farbbalance zwischen den Farbsignalen vorliegt. Dieses System zeigt jedoch unerwünschte Auswirkungen für blaue und hatfarbene Bildteile. Ein dunkles Blau bzw. ein helles Gelb wird ebenfalls als schwarz- bzw. als weiß erkannt. Obwohl kein Farbstich im Farbfernsehbild vorliegt, würde das vorgenannte Abgleichkriterium allein zu weiteren Farbfehlern führen. Aus diesem Grunde wurde weiter vorgeschlagen, den Abgleichvorgang bei dunkelblauen und bei hellgelben Farbtönen zu unterbinden. Die hierzu erforderlichen Farbtonerkennungsschaltungen sind jedoch sehr aufwendig. Im übrigen wird der ohnehin schon auf weniger als 7 % und größer als 95 % des Leuchtdichtesignals eingeengte Abgleichbereich durch diese Maßnahme noch weiter eingeengt. Weiterhin \irurde festgestellt, daß wegen der Messung von hellsten und dunkelsten Bildpunkten bezüglich der Spannungsdifferenz ihrer Farbsignale dieses Verfahren sehr vom Bildinhalt abhängig ist. Außerdem zeigt sich, daß eine befriedigende Farbwiedergabe eine Korrektur der Grauv.'erte (Gamma-Korrektur) erforderlich macht. Diese Korrektur konnte bisher in EGB-Systemen nicht durchgeführt werden, da hierzu helligkeitsunabhängige Sättigungsinformationen benötigt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein System zur selbsttätigen Korrektur der Farbbalance zwischen den Farbwertsignalen einer Farbsignalquelle anzugeben, mit welchem in allen Helligkeitsbereichen des Leuchtdichtesignals Farbfehler zuverlässig erkannt und durch Korrektur der Farbbalance eliminiert werden. „.

7098U/0438

ROBERT BOSCH GMBH Rl. -ITr. 1698/75

Diese Aufgabe wird e rf indungs gemäß dadurch, gelöst, daß jedem Farbwertsignal-Kanal eine Addierstufe zugeordnet ist, deren einem Eingang ein Farbwertsignal und derem anderen Eingang das Korrektursignal einer Korrekturstufe zugeführt ist, und daß die am Ausgang der Addierstufen abnehmbaren Farbwertsignale einem Farbkorrektor zugeführt sind, -der bei einem Feststellen einer vorgegebenen Helligkeitsstufe und bei einem gleichzeitigen Unterschreiten einer vorgegebenen Farbsättigungsschwelle im Farbfernsehbild eine zu diesem Zeitpunkt vorliegende Farbart erkennt und in Abhängigkeit der erkannten Farbart Regelsignale ableitet und speichert, die die Korrekturstufen in den Farbwertsignal-Kanälen derart regeln, daß Fehler in der Farbbalance zwischen den Farbwertsignalen vermindert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems sind in den Kennzeichen der Unteransprüche angegeben.

Das erfindungsgemäße System weist im Gegensatz zur bekannten Farbbalance durch Pe ge lande rung der Farbwert signale den Vorteil auf, daß durch einfaches Addieren von Korrektursignalen zu den einzelnen Farbwertsignalen eine leicht abschaltbare und sehr temperaturstabile Farbkorrektur durchgeführt werden kann. Die Ableitung der Korrektursignale beruht im wesentlichen auf folgenden Erkenntnissen:

a) Ein Farbstich besitzt üblicherweise keine große Farbsätti- £un,c. Diese Erkenntnis bedingt, daß Bildteile mit einer Farbsättigung von beispielsweise größer als 20 % von der Ermittlung des Farbfehlers auszuschließen sind. Dominante Farben, wie beispielsweise eine rote Rose im Vordergrund einer Szene, können die Korrektur der Farbbalance nicht verfälschen. - ' ·

b) Ein Farbstich erstreckt sich über das gesamte Bild. In den ' ■ - 4 -

7098U/0438

ROBERT BOSCH GMBH -Jr-

Rl.-Nr.: 1698/75 ..

meisten Fällen füllen farbige Bilddetails nur einen Teil des Bildes aus. Bei einer Integration der Signale mit Farbsättigungen von beispielsweise 20 % wird dieser Erkenntnis Rechnung getragen. Die Integration erfolgt über das gesamte Bild, so daß der Farbstich gegenüber den farbigen Details bevorzugt ermittelt wird.

c) Die Schwelle zwischen Farbstich und farbigem Bilddetail ist festgelegt und soll unabhängig von Szenenbeleuchtung und Pegeleinntellung des Bildgebers sein. Diese Forderung wird durcheine Normierung der Farbdifferenzsignale erreicht. Zur Durchführung der Normierung werden die Farbdifferenzsignale durch das Leuchtdichtesignal beispielsweise dividiert, so daß ein vom Leuchtdichtesignal unabhängiges Farbsättigungssignal entsteht.

Weitere Einzelheiten v/erden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems anhand von Figuren näher beschrieben« Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 - ein Blockschaltbild nach dem erfindungsgemäßen System,

Fig. 2 - ein Blockschaltbild eines Farbkorrektors zur Ableitung von Regelsignalen für ein RGB-System,

Fig. 3 - eine Schaltungsanordnung eines Färbsättigungsschwellen detektors,

Fig. 4 - eine Schaltungsanordnung einer Schwellwertschaltung, deren Schwellwert in Abhängigkeit eines Spitzenweißwertes im Leuchtdichtesignal gleitet_; und

Fig. 5 - eine Schaltungsanordnung eines Farbsättigungsschwellendetektors mit gleichzeitiger Normierung von Farbdifferenzsignalen

In den Figuren sind Schaltgruppen gleichartiger Wirkung mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Daß Blockschaltbild nach Fig. 1 zeigt drei getrennte Kanäle

7098U/0A38

ROBERT BOSCH GMBH f

Rl. -Nr.: 1698/75 _Jt>

für die drei Farbwertsignale R, G und B und einen weiteren Kanal für ein separates Leuchtdichte signal Y. Die drei Kanäle für die drei Farbwertsignale R, G und B sind gleich aufgebaut, um eine möglichst gleichartige Beeinflussung der Einzelparameter in den drei Kanälen zu erreichen. Von einer Farbsignalquelle (nicht gezeichnet) gelangen die drei Farbwertsignale R, G und B an entsprechende Eingangsklemmen 1' , 1'' und 1' ' '. In den einzelnen Kanälen wird das zugeführte Farbwert signal R bzw. G bzw. B einer Verzögerungsstufe 2' bzw.' 2' ' bzw. 2' ' ' und einer Korrekturstufe 3' bzw. 3' ' bzw. 3' ' ' zugeführt. Jede der Korrekturstufen 3¹ bzw. 3¹¹ bzw. 3¹ ' ' verfügt für eine Weiß-, Schwarz- und Gamma-Korrektur der zugeführten Farbwertsignale über 3 Stelleingänge. Derartige Korrekturstufen sind bekannt und befinden sich beispielsweise in den Verstärkerzügen von Farbfilmabtastern. Die Verzögerungsstufen 2' bzw. 2' ■ bzw. 2¹'' dienen zur Laufzeitanpassung der zugeführten Farbwertsignale an die Signallaufzeit in den Korrekturstufen 3¹ bzw. 3¹' bzw. 3¹¹¹. Mit einer Addierstufe 4-¹ bzw. 4-¹ ' bzw. 4-¹ ' ' wird in jedem Kanal das verzögerte Farbwert signal und das am Ausgang der Korrektur stuf e abnehmbare Korrektur signal addiert. Am Ausgang der Addierstufen 4-' bzw. 4-' ' bzw. 4¹ ' ' mit den Klemmen 5¹ bzw. 5¹ ' bzw. 5¹ ' ' sind korrigierte Farbwertsignale R]J-Q₁₇-P bzw. G-, bzw. B v_orr abnehmbar. Ein Teil der korrigierten Farbwert signale wird einer Matrix 6 in einem Farb korrektor 7 zugeführt. Die Matrix 6 dient zur Matrizierung der Farbwertsignale in Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y und in ein Leuchtdichtesignal Y. Die Matrizierung eines Leuchtdichtesignals Y aus den korrigierten Farbwert signal en kann entfallen, wenn die Farbsignalquelle über einen separaten Leuchtdichte signal-Kanal verfügt. In der Fig. 1 dient der obere Kanal zur Übertragung und zur manuellen Korrektur des Leuchtdichtesignals. In dem Farbkorrektor 7? dessen Aufbau und Funktion weiter unten näher beschrieben wird, werden in der Stufe 8 helle Bildteile, in der Stufe 9 dunkle Bildteile und in der Stufe 10 mittlere Bildteile erkannt und bei einem gleichzei- ■

7098 U/(K 3 8

ROBERT BOSCH GMBH - *T-

Rl. -Fr. 1698/75

tigen Unterschreiten einer bestimmten Farbsättigungsschwellen färbartspezifische Regelsignale abgeleitet und gespeichert· Zur Umformung in eine RGB-Ebene werden die Regelsignale mit Matrixen 11 bis 13 in entsprechende Regelspannungen und U-ny bzw. Una, Uqq und- Ujjs bzw. U^p UQ«>und U-n^matriziert. In den Korrekturstufen 3' ₅ 3' ' und 3' ' ' wird dann in Abhängigkeit der Rege!spannungen für die Helligkeitsbereiche Weiß, Schwarz und Gamma eine Korrektur der Farbbalance zwischen den FarbwertSignalen vorgenommen.

In der Fig. 2 ist ein ausführliches Blockschaltbild des in Fig. 1 erwähnten Farbkorrektors 7 dargestellt. Über die Klemmen 5¹ , 5¹ ' und 5' ' ' werden die an den Ausgängen der Addierstufen 4-¹, 4-¹ ' und 4-¹ ' ' (Fig. 1) abnehmbaren korrigierten Farbsignale der Matrix 6 zugeführt. Aufgabe der Matrix 6 ist die Matrizierung der korrigierten Farbwertsignale in die Farbdifferenzsignale R-T und B-Y bzw. in ein Leuchtdichtesignal Y. Durch Tiefpässe 15' und 15¹' werden hochfrequente Signalanteile der Farbdifferenzsignale unterdrückt. Verfügt die Färbsignalquelle über keinen getrennten Leuchtdichtesignalkanal, so wird mit einem Umschalter 14· das matrizierte Leuchtdichtesignal Y einem Tiefpaß 15 zugeführt, mit dem hochfrequente Signalanteile von 1,5 MHz, z. B. Rauschen, unterdrückt werden. Mit Klemmstufen 16 und 17 werden die Färbdiff erenzsignale R-Y und B-Y und mit einer Klemmstufe 18 das Leuchtdichte signal Y auf ein bestimmtes Potential geklemmt. Zur Erzeugung normierter Farbdifferenzsignale werden die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y dem Dividenteingang je einer Divisionsschaltung 19 bzw. 20 zugeführt. An den Divisoreingängen der Divisionsschaltungen 19 und 20 liegt das geklemmte Leuchtdichtesignal Y. Am Ausgang der Divisionsschaltung 19 ist das normierte Farbdifferenzsignal (R- Y)/Y und am Ausgang der Divis ions schaltung 20 das normierte Farbdifferenzsignal (B - Y)/Y abnehmbar. Divisionsschaltungen sind an sich bekannt und bestehen beispielsweise aus einer Multiplikatorstufe mit Inversions-Operations-Ver-

— 7 —

70981Λ/0438

ROBERT BOSCH GMBH - Ψ -

Rl.-Nr.; 1698/75

stärkern. Die Normierung der beiden Farbdifferenzsignale wird vorgenommen, um im Gamina-Bereich einen eindeutig definierbaren Einsatzpunkt für einen nachgeschalteten Farbsättigungs-Schwellendetektor 21 zu erhalten. Auf den Aufbau und die Funktion eines solchen Farbsättigungs-Schwellendetektors wird weiter unten näher eingegangen.

Mit zwei Schwellwertschaltungen 22 und 23 werden verschiedene Helligkeitsstufen im Farbfernsehbild festgestellt. Dazu wird den Schwellwertschaltungen ein den Helligkeitsstufen proportionales Leuchtdichtesignal zugeführt»Die Schwelle der Schwellwertschaltung 22 wird mit einem Einstellorgan · 24 so eingestellt, daß am Ausgang der Schwellwertschaltung 22 immer dann ein Kennsignal abnehmbar ist, wenn das geklemmte Leuchtdichtesignal in einem Bereich von 0 bis etwa 10 % des maximalen Leuchtdichtesignals liegt. Mit der Schwellwertschaltung 23 werden helle Bildteile im Farbfernsehbild erkannt. Hierzu wird zunächst von dem an Klemme 25 liegenden geklemmten Leuchtdichtesignal der Spitzenweißwert während mehrerer Bildabtastungen festgestellt. In Abhängigkeit des festgestellten Spitzenweißwert es im Leuchtdichte signal wird die Schwelle der Schwellwertschaltung 23 verschoben. Die Schwelle liegt-dabei 10 % unter dem ermittelten Spitzenweißwert. Die Schwelle soll jedoch nicht unter einen Pegel von 75 % des Leuchtdichte signals absinken. Am Ausgang der Schwellwertschaltung 23 mit Klemme 26 sind demnach Kennsignale abnehmbar, wenn das Leuchtdichtesignal größer als 75 °/° ist. Durch logische Verknüpfung mit einem IMD-Gatter 27 läßt sich ein weiteres Kennsignal ableiten, welches den grauen Helligkeitsbereich des Leuchtdichtesignals zwischen etwa 10 und 75 % des Leuchtdichtesignals umfaßt.

Die matrizierten und geklemmten Farbdifferenzsignale R-Y und B - X werden Farbsättigungsschwellendetektoren 28 und 29 zugeführt. In diesen Farbsättigungsschwellendetektoren werden

-8-

7098U/0438

ROBERT BOSCH GMBH *
Rl.-Ur. 1698/75

Bildteile kleiner Farbsättigung erkannt., Die so gewonnenen Signale werden sodann logisch verknüpft. Den Eingängen eines UND-Gatters 30 wird das am Ausgang des Sättigungsschwellendetektors 28 abnehmbare Signal, das Kennsignal am Ausgang der Schwellwertschaltung 23 und ein inverses Austastsignal ΑΓzugeführt. Am Ausgang des UND-Gatters 30 ist ein Schaltsignal abnehmbar, welches die Kontaktstrecken zweier elektronischer Schalter 31 und 32 schließt, wenn die Farbwertsignale nicht ausgetastet sind, wenn helle Bildteile im Farbbild erkannt werden und wenn die vom Farbsättigungsschwellendetektor 28 ermittelte Farbsättigung des betreffenden Bildteils unterschritten wird. Ist die Kontaktstrecke des elektronischen Schalters 31 geschlossen, so liegt das matrizierte Farbdifferenzsignal R - Y an dem Eingang einer Integrationsschaltung 33. Dem Eingang einer anderen Integraticnsschaltung 3^ wird über die geschlossene Kontaktstrecke des elektronischen Schalters 32 das matrizierte Farbdifferenzsignal B-Y zugeführt. Am Ausgang der Integrationsschaltung 33 ist ein erstes Regelsignal und am Ausgang der Integrationsstufe 34 ein zweites Regelsignal abnehmbar. Mit einer Dematrix 11 werden die beiden Regelsignale in die RGB-Ebene rückmatriziert. Man erhält so 3 Regelspannungen U_RW> U_GW und U_BW , die in den Korrekturstufen 3* , 3" und 3''«■ einen Farbstich in den hellen Bildteilen eines Farbfernseh bildes durch Ändern der Farbbalance zwischen den Farbwertsignalen korrigieren. Die Steuereinrichtung 36' und 36" dient, zur Einstellung der Führungsgröße zwischen den beiden Regelsignalen am Ausgang der Integrationsstufen 33 und 34. Damit ist ein manueller Eingriff in den automatischen Korrekturablauf des Farbkorrektors möglich. Die Steuereinrichtung 36' und 36 '' besteht beispielsweise aus 2 Potentiometern, deren Schleifbahnen mit verschiedenen Potentialen beaufschlagt sind und deren Schleifer mit einem Steuerknüppel mechanisch derart, gekoppelt sind, daß ein Farbkreis nachgebildet wird.

Ähnlich wie in der zuvor beschriebenen Anordnung zur Ableitung

709814/0438

Bl.-Fr.: 1698/75

von Regelspannungen in hellen Bildbereichen ist die nachfolgende Anordnung für dunkle Bildbereiche aufgebaut. Den 3 Eingängen eines UND-Gatters 37 wird das am Ausgang des Farbsättigungsschwellendetektors 29 abnehmbare Signal, das am Ausgang des Schwellwertschalters 22 abnehmbare Kennsignal und das inverse Austastsignal X zugeführt. .Das am Ausgang des UND-Gatters 57 liegende Schaltsignal dient zur Steuerung der Kontaktstrecken der elektronischen Schalter 38 und 39« Bei geschlossener Kontaktstrecke des elektronischen Schalters 38 wird das matrizierte Farbdifferenzsignal K-Y einer Integrationsschaltung 40 zugeführt und bei geschlossener Kontaktstrecke des elektronischen Schalters 39 das matrizierte Farbdifferenzsignal B-X einer Integrations schaltung 41. Die am Ausgang der Integrationsschaltungen 40 und 4-1 abnehmbaren Regelsignale werden mit einer Dematrix 12 rückmatriziert. Die so erzeugten Kegelsignale Ug-n, ϋ_&Β und U-gy werden zu den Korrekturstufen 3¹ , 3¹ ' und 3¹'' geführt und dienen dort zur Korrektur von Farbstichen in den dunklen Bildteilen eines Fernsehbildes. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 4-3' und 4-3 '' entspricht der Steuereinrichtung 36' und 36''. Die Zeitkonstanten der Integrations Schaltungen 33» 34- UE-d 4-0. 4-1 sind beispielsweise für 2-3 Halbbilder ausgelegt.

Das UND-Gatter 44 dient zur Ableitung eines Schaltsignals für die Kontaktstrecken der elektronischen Schalter 4-5 und 4-6. Daztj wird den Eingängen des UND-Gatters 44, das am Ausgang des J Sättigungsschwellendetektors 21 abnehmbare Signal, das am Ausgang des NAND-Gatters 27 abnehmbare Kennsignal und das in inverse Austastsignal Ä" zugeführt. Das die Kontaktstrecken der elektronischen Schalter 45 und 46 steuernde Schaltsignal schließt die Kontakt st reck en nur, wenn kein Austastintervall in den Farbwertsignalen vorliegt, wenn die Farbsättigung unterhalb der Farbsättigungsschwelle des Farbsättigungsschwellendetektors 21 liegt und wenn mittlere Helligkeitsstufen im Farbfernsehbild erkannt werden. Im Gegensatz zu den zuvor

- 10 -

7098U/0A38

El,-Nr. 1698/73

beschriebenen Ableitungen der Regelspannungen für die hellen ■und dunklen Bildteile eines Farbfernsehbildes werden bei dieser Ausführung die normierten Farbdifferenzsignale (R - Y)/Y und (B - Y)/Y über die Kontaktstrecken der elektronischen Schalter 45 und 46 Integrationsstufen 47 und 48 zugeführt. Nach einer anschließenden Rückmatrizierung mit einer Dematrix 13 werden den Korrekturstufen 3' , 3¹' und 3''' drei Regelspannungen tip, Uq und U-n zugeführt, die zur Korrektur von Farbstichen in mittleren Helligkeitsbereichen des Farbfernsehbildes dienen. Mit einer Steuereinrichtung 50 · und 50'' sind die Regelspannungen manuelle beeinflußbar.

Fig. 3 zeigt die Schaltungsanordnung einer bevorzugten Ausführungsform der Farbsättigungsschwellendetektoren 28, 29 und 21. Diese Schaltungsanordnung besteht im wesentlichen aus 2 Verstärkeranordnungen, deren Ausgänge mit einem NAND-Gatter 51 logisch verknüpft sind. Den Verstärkeranordnungen wird je eines der matrizierten bzw. der normierten Farbdifferenzsignalej zugeführt. Da die beiden Verstärkeranordnungen im Aufbau und in der Funktion gleich sind, wird im folgenden nur die obere Verstärkeranordnung der Fig. 3 beschrieben. Es sei angenommen, daß an Klemme 52' das matrizierte Farbdifferenzsignal R-Y liegt. Die Klemme 52' ist mit einem Potentiometer 53' verbunden, an dessen Schleifer ein Teil der angelegten Farbdifferenzspannung abgreifbar ist. Das so im Pegel reduzierte Farbdifferenzsignal wird über eine Diode 54-' clem inversen Eingang und über eine Diode 56' dem nicht-inversen Eingang eines Differenzverstärkers 55* zugeführt. Die Diode 54' wird durch einen Widerstand 57' so vorgespannt, daß bei einem Spannungspegel von 0 Volt an der Anode der Diode 54-' d-ie Diode sperrt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 55' befindet sich im Η-Zustand (H = high). Wird nun das Farbdifferenzsignal an der Anode der Diode 54·' positiver und überschreitet die Schwellspannung der Diode, so wird die Diode leitend und es fließt ein Strom durch die Diode über einen Widerstand 58'· Über dem

- 11 -

7098U/CK38

ROBERT BOSCH GMBH -4T- ? ζ Λ T ? 1 R

Rl. -Nr. 1698/75 At

Widerstand 58' entsteht ein positiver Spannungsabfall bezogen au-f Massepotential. Die damit am inversen Eingang des Differenz Verstärkers 55 · liegende positive Spannung bewirkt am Ausgang des Differenzverstärkers 55' einen Spannungssprung von H nach L (L = low). Der L-Zustand .bleibt so lange erhalten, bis 'die Schwellspannung der Diode 54·' unterschritten wird und die Diode wieder sperrt. Im gesperrten Zustand der Diode 54-' springt der Ausgangspegel des Differenzverstärkers 55' von L auf H zurück» Wird nunmehr angenommen, daß das Farbdifferenzsignal R-T negativ wird, so wird die Diode 54·' weiter gesperrt und die Diode 56' bei Erreichen ihrer Schwellspannung leitend. Durch die Diode 56' und einem Widerstand 59' fließt ein Strom nach Massepotential und führt zu einer negativen Spannung an dem nichtinversen Eingang des Differenzverstärkers 55*. Damit wird der Ausgangspegel des Differenzverstärker 55' von H nach L geschaltet. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis die Eingangs spannung unter die Schwellspannung der Diode 56' absinkt. Die Verstärkeranordnung hat somit die Funktion eines sog. Fensterdiskriminators. Beim Überschreiten einer bestimmten Farbdifferenz spannung in positiver als auch in negativer Richtung nimmt der Ausgangspegel des Differenzverstärkers 55' L-Zustand an. Durch einen Widerstand 60, der zwischen dem nichtinversen Eingang und dem Ausgang des Differenzverstärkers 55' liegt, ergibt sich ein bestimmtes Hystereseverhalten des Differenzverstärkers. Farbdifferenzsignale mit überlagerten Rauschanteilen führen durch diese Maßnahme kein dauerndes Hin- und Herschalten der Verstärkeranordnung herbei. Am Ausgang des NAND-Gatters 51 ist nur dann ein Signal mit L-Pegel abnehmbar, wenn die beiden Ausgangspegel der Differenzverstärker 55' und 55' ' Η-Zustand aufwei

Wie eingangs erwähnt, "sind die Sättigungssdhwellendetektdren 21, 28 und 29 gleich aufgebaut. Durch eatsprechenden Abgleich der Potentiometer 53' und 55" läßt sich der Färbsattigungs-

- 12 -

7098U/0438

Rl.-Nr. 1698/75 4$

sehwellendetektor nach Fig. 3 für alle drei Helligkeitsbereiche verwenden. Dabei sind einem Farbsättigungssehwellendetektor zur Ableitung von Regelspannungen in den hellen Bildbereichen kleinere Farbdifferenzsignalpegel zuzuführen als bei der Ableitung von Regelspannungen in den dunkleren Bildteilen. Dieser Sachverhalt läßt sich durch die Verknüpfung des Leuchtdichtesignals aus den drei Farbwertsignalen erklären.

In der Pig. 4- ist die Schwellwertschaltung 23 ausführlicher dargestellt, über die Klemme 23 gelangt das Leuchtdichtesignal X einmal zur Basiselektrode eines Transistors 62 und ein anderes Mal über einen Widerstand 63 an den nichtinversen Eingang eines Differenzverstärkers 64. Der Transistor 62 ist als Emitterfolger geschaltet. Dieser Emitterfolger unterscheidet sich jedoch in zwei Punkten von normalen Kollektorgrundschaltungen. Einmal durch das RC-Glied 65 und 66, welches von der Emitterelektrode nach Hassepotential geschaltet ist, und zum anderen durcheinen Widerstand 67, der die Emitterelektrode des Transistors 62 mit einem positiven Potential an Klemme verbindet. Die Funktion dieser Transistorstufe läßt sich wie folgt erklären: Das an Klemme 23 liegende Leuchtdichtesignal Y gelangt mit einer Spannungsdifferenz von U-g_E = 0,7 V an den Kondensator 65 und lädt diesen auf einen Spitzenweißwert im Leuchtdichtesignal auf.Die Emitterspannung entspricht zunächst dem Spitzenweißwert des Leuchtdichtesignals. Wird die Spannung des Leuchtdichtesignals kleiner, d.K. das Farbfernsehbild wird dunkler, wird der E-mitter auf dem Spannungspegel des Spitzenweißwertes festgehalten und die Basis wird negativer. Der Transistor 62 beginnt zu sperren. Da jedoch der Kondensator 65 mit einer bestimmten Zeitkonstanten, die etwa bei einer Sekunde liegt, über Widerstand 66 entladen wird "gleitet der Arbeitspunkt" in Abhängigkeit des Spitzenweißwertes im Leuchtdichtesignal. Damit der Kondensator 65 nicht ganz entladen wird, ist der Widerstand 67 vorgesehen. Dieser Widerstand 67 dient zur Einstellung eines bestimmten Grenz-

- 13 -

7O98U/0A38

Rl.-Nr. 1698/73 Ü

viertes im Leuchtdichtesignal, unter dem der Transistor 62 sperren soll. Dieser Grenzwert liegt beispielsweise bei 70 % des Leuchtdichtesignals. Das an der Emitterelektrode des Transistors 62 abnehmbare Signal wird über einen Impedanzwandler &i dem inversen Eingang des· Differenzverstärkers 64- zugeführt. In Abhängigkeit des Spannungspegels an dem inversen Eingang des Differenzverstärkers 6A- sind am Ausgang des Differenzverstärkers 64 mit Klemme 69 Leuchtdichtesignalanteile abnehmbar, die 10 % unter.dem festgelegten Spitzenweißwert liegen. Das setzt an Klemme 23 ein Leuchtdichtesignal von 7 V_ßS voraus.

Gegenüber bekannten Schwellwertschaltungen zum Ermitteln heller Bilddetails weist diese Schaltungsanordnung den Vorteil auf, daß unterbelichtete Filme oder bei einer Abschaltung der Pegelautomatik in einem Filmabtaster Leuchtdichtesignalpegel, die als weiß bezeichnet werden, mit in die Messung und damit zur Farbkorrektur herangezogen werden können.

Mit einer Schaltungsanordnung nach Pig. 5 können die in der Pig. 2 dargestellten Blöcke 19, 20 und 21 mit geringem Schaltungsaufwand verwirklicht werden. Dem inversen Eingang eines ersten Komparators 70 wird über ein ersten Potentiometer 71 ein an Klemme 72 liegendes Farbdifferenzsignal R-X zugeführt. An dem nichtinversen Eingang liegt ein Leuchtdichtesignal X (Klemme 73). Der nichtinverse Eingang eines zweiten Komparators 7A- ist mit dem inversen Eingang des ersten Komparators 70 verbunden. Das an Klemme 73 abnehmbare Leuchtdichtesignal X wird mit einer Negierstufe 75 negiert und dem inversen Eingang des zweiten Komparators 74 und dem inversen Eingang eines dritten Komparators 76 zugeführt. Dem nichtinversen Eingang des dritten Komparators 76 und dem inversen Eingang eines vierten Komparators 77 wird über ein Potentiometer 78 ein an einer Klemme 79 liegendes Farbdifferenzsignal B-X zugeführt. An dem nichtinversen Eingang des vierten Komparators 77 liegt das Leuchtdichtesignal X. Die

-14-

7098U/0438

ROBERT BOSCH GMBH -**►- Zb432 10

Rl.-Fr. 1698/73

Ausgänge der vier Komparatoren 70, 74-, 76 und 77 sind mit den Eingängen eines NAFD-Gatters 80 verbunden, an dessen Ausgang mit Klemme 81 ein eine niedrige Farbsättigung im Farbfernsehbild kennzeichnendes Signal abnehmbar ist. Der Spannungspegel an Klemme 81 wird nur dann L, wenn alle Spannungspegel an den Komparatorausgängen H sind. Durch die zuvor beschriebene Leucht· dichtesignalzuführung zu den einzelnen Komparatoreingängen wird eine Normierung der an den anderen Komparatoreingängen liegenden Farbdifferenzsignale erreicht. Der erste Komparator 70 dient zum Detektieren positiver und der zweite Komparator 74-zum Detektieren negativer Signalanteile im Farbdifferenzsignal R-Y. Entsprechend werden mit dem Komparator 76 negative und mit dem vierten Komparator 77 positive Singalanteile im Farbdifferenzsignal B-X detektiert. Mit den Potentiometern 71 lind 78 werden die vorgegebenen Farbsättigungsschwellen eingestellt.

7098U/CU38

Claims

Hl. -ITr. 1693/75

Patentansprüche

(ly System zur selbsttätigen Korrektur der Farbbalance zwischen don Farbwertsignalen einer Farbsignalquelle, dadurch gekennzeichnet, daß .jedem Farbwert σ ignal-Kanal eine Addierstufe (4', 4'¹ und 4¹¹¹) zugeordnet ist, deren eine.) Eingang ein Farbwertsignal und deren anderen Eingang das Korrektursignal einer Korrekturstufe (3'₅ 3¹¹ und 3''') zugeführt ist und daß die an Ausgang der Addierstufen (4¹, 4'¹ und 4''')abnehmbaren Farbwertsignale (^Rkorr' ^Gkorr ^{1ΐηά B}korr^ ^einen Farbkorrektor (7) zugeführt sind, der bei einem Feststellen einer vorgegebenen Helligkeitsstufe und einem gleichzeitigen Unterschreiten einer vorgegebenen Farbsättigungsschwelle im Farbfernseh-• bild eine zu diesem Zeitpunkt vorliegende Farbart erkennt und in Abhängigkeit der erkannten Farbart Hegelsignale ableitet und speichert, die die Korrekturstufen (3', 3'¹ und 3''') in den Farbwertsignal-Kanälen derart regeln, daß Fehler in der Farbbalance zwischen den Farbwertsignalen vermindert vier den.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Farbkorrektor (7) die zugeführten Farbwertsignale (R₁ .,,_,

J.COX3?

^Gkor" und B·. _rr) mit einer Matrix (6) in ein Leuchtdichtesigno.1 Y und in Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y matriziert werden. <
3. System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellen derjenigen FärbSättigungen im Farbfernseh-

- 16 709814/0 438

Rl .-ITr. 1698/73

"bild, die unterhalb einer vorgegebenen Farbsättigungsschwelle liegen, in Abhängigkeit der Signalamplituden der matrizierten Farbdifferenzsignale errolgt.
4. System nach. Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dcß das Feststellen derjenigen Farbsättigungen im. Farbfemseh-"bild, die unterhall) einer vorgegebenen Färbsattigungsschwelle liegen, in Abhängigkeit der Signalamplituden von normierten Farbdifferenzsignalen erfolgt.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur !formierung der Farbdifferenzsignale den Divident-Eingängen 'zv/eier Divis ions schal tungen (19 und 20) je ein matriziertes Farbdifferenzsignal zugeführt ist und den Divisor-Eingängen ein Leuchtdichtesignal, so daß am Quotientenausgang einer jeden Divisionsschaltung (19 bzw. 20) ein dem zugeführten Farbdifferenzsignal entsprechend normiertes Farbdifferenzsignal abnehmbar ist.
6. System nach Anspruch 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichte signal und die matrizierten Farbdiffereiizsignale auf ein bestimmtes Potential geklemmt werden.
7. System rtach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen eines Über- bzw. ITnterschreitens der vorgegebenen Farbsättigungssclwelle die matrizierten oder die normierten Farbdifferenzsignale einen Färbsattigungsschwellendetektor (21 bzw. 28 bzw. 29) zugeführt werden, welcher ein. Signal mit einem hohen bzw. niedrigen Spannung pegel erzeugt, wenn die Farbsättigung des Farbfernseh-

■"- 17 -

709814/0438

Rl.-ITr. 1698/75

"bildes über der vorgegebenen Farboättigungsschwelle liegt und ein Signal mit einen niedrigen "bzw. hohen Spannungspegel, wenn die Färbsattigung unter der vorgegebenen FarbsättigungsschwelIe liegt.
8. System, nach. Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Farbsättigungsschwellendetektor, bei welchen die beiden Eingänge eines RAND-Gatters (51) nit dem Ausgang einer ersten und zweiten Verstärkeranordnung verbunden sind, wobei jede Verstärkeranordnung derart geschaltet ist, daß der inverse Eingang eines Differenzverstärkers (55) an dem Abgriff eines zwischen einem Hasse- und negativen Potential geschalteten Spannungsteilers (57 und 58) liegt und mit der Kathode einer ersten Diode (54-) verbunden ist, daß der nicht-inverse Eingang des Differenzverstärkers (55) über einen zweiten Widerstand (60) am Ausgang des Differenzverstärkers (55) liegt und mit der Anode einer zweiten Diode (56) verbunden ist und daß die Anode der ersten Diode (5^) ¹J-Hd die Kathode der zweiten Diode (56) iait dem Schleifer eines Potentiometers (53) zur Spannungsteilung eines der beiden normierten oder matrizierten Farbdifferenzsignale verbunden ist und bei welchem am Ausgang des HAIID-Gatters (51) ein Signal mit einem niedrigen Spannungs· pegel abnehmbar ist, wenn die Farbsättigung des Farbfernsehbildes unterhalb der vorgegebenen Farbsättigungsschwelle liegt.
9- Syston nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Integrations schaltungen (33, 34- bzw. 40, 41 bzw. 47, 48), deren Eingänge über elektronische Schalter (31', 32 bzw.

- 18 -

709814/0438

■ Rl.-Hr. 1698/75

38, 39 "bzw. 45, 46) matrizierte oder normierte Färb-' differenzsignale zugeführt sind und an deren Ausgängen Regelsignale abnehmbar sind.
10. Sys ten nach Anspruch 1 bis 9₅ dadurch gekennzeichnet, daß die KontaVtstreckon einer ersten Gruppe von elektronischen Schaltern (31? 39) nur dann geschlossen worden, wenn mit einer ersten Schwellwertschaltung (23) anhand des Leuchtdichtesignals helle Bildteile festgestellt werden, wenn der Farbsättigungsschwellondetektoi' (28) in den matrizierten Farbdifferenzsignalen eine Parbsätt igung unterhalb der vorgegebenen Farbsättigungsschwelle erkennt und wenn Icein Austastintervall in den Farbwertsignalen

. vorliegt.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hellen Bildteile anhand des Leuchtdichtesignals mit einer Schwellwertschaltung (23) festgestellt werden, deren Schwellwert in Abhängigkeit eines ermittelten Spitzenweißwertes im Leuchtdichtesignal geregelt wird.
12. System nach Anspruch 10 und 11, gekennzeichnet durch eine Schwellwertschaltung (23), bei welcher das Leuchtdichtesignal einmal der Basiselektrode eines Transistors (62) und ein anderes Hai dem nicht-inversen Eingang eines Differenzverstärker (64) zugeführt ist, bei welcher die Emitter elektrode des Transistors (62) über ein parallel geschaltetes R-C-G-lied (65 "and 66) an einem Hassenpotential und über'einen Widerstand (67) an einem positiven Potential

- 19 -

7098U/0438

Rl.-ITr. 1698/73

liegt, bei welcher die Kollektorelektrode des Transistors (60) an. den positiven Potential liegt, und bei welcher die Emitterelektrode des Transistors (62) über einen Impedanzwandler (61) nit den nicht inversen Eingang des Differenzverstärkers (64) verbunden ist.
13. System nach Anspruch 1 bis 9₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstrecken einer zweiten Gruppe von elektronischen Gehältern (38 und 39) nur dann geschlossen werden, wenn mit einer zweiten Schwellwertschaltung (22) anhand des Leuchtdichtesignals dunkle Bildteile festgestellt werden, wenn der Farbsättigungsschwellendetektor (29) in den matrizierten Farbdifferenzsignalen eine Farbsättigung unterhalb einer vorgegebenen Farbsättigungsschwelle erkennt und wenn kein Austastintervall in den Farbwertsignalen vorliegt.
14-, System nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstrecken einer dritten Gruppe von elektronischen Schaltern (45 und 46) nur dann geschlossen werden, wenn mit der ersten und der zweiten Schwellwertschaltung (22 und 23) weder ein dunkles noch ein helles Bildteil anhand des Leuchtdichtesignals festgestellt wird, wenn der Farbsättigungsschwelldetektor (21) bei den normierten Farbdifferenzsignalen eine Farbsättigung unterhalb der vorgegebenen Farbsättigungsschwelle erkennt und wenn kein Austastintervall in den Farbwertsignalen vor-
15- System nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgängen der jeder Schaltergruppe nachge-

- 20 -

7098U/CU38

Bl. -ITr. 1698/75

schalteten Integrationsschaltungen eine Dematrix (35 "bzw. 42 "bzw. 49) zur Umsetzung der Regelsignale in die Ebenen der Farbwert signale vorgesehen ist.
16. System nach Anspruch 1"bis 15? dadurch gekennzeichnet, daß die Balance der entsprechend den vorgegebenen Helligkeitsstufungen und der Farbsättigung im Farbfernsehbild, erzeugten Regelsignale mit einer Gteuereinrichtung (36 bzw. 43 bzw. 50) manuell beeinflußbar· ist.
17. System nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Farbsignalquelle erzeugtes Leuchtelichtesignal dem Farbkorrektor (7) zugeführt ist.
18. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeit des Farbwertsignals mit einer Verzögerungsstufe der Signallaufzeit der Korrekturstufe angepaßt ist.
19. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Farbsättigungsschwellendetektor, bestehend aus einem ersten Komparator (70)·, dessen inversen Eingang ein erstes Farbdifferenzsignal und dessen nicht-inversen Eingang ein Leuchtdichtesignal zugeführt ist, einen zvreiten Komparator (74), dessen nicht-inversen Eingang das erste Farbdifferenzsignal und dessen inversen Eingang ein negiertes Leuchtdichte signal zugeführt ist, einen dritten Komparator (76)> dessen inversen Eingang das negierte Leuchtdichtesignal und dessen nicht-inversen Eingang ein zweites Farbdifferenssignal zugeführt ist, einen vierten Komparator

- 21 -

7098U/0438

Bl. -ITr. 1698/75

(77)? dessen nicht-inversen Eingang das Leuchtdichtesignal und dessen inversen Eingang das zweite Farbdifferenzsignal zugeführt ist, und ein NAITD-Gatter (80) mit vier Eingängen und einen Ausgang, bei welchem die Eingänge mit den Ausgängen der vier Komparator en (70, 74-, und 77) verbunden sind und bei welchem an Ausgang ein Signal mit einem niedrigen Spannungspegel abnehmbar ist, wenn die Farbsättigung des Farbfernsehbildes unterhalb der vorgegebenen Farbsättigungsschwelle liegt.

7098U/0438