DE2612619C3

DE2612619C3 - Trizeilensequentielles Übertragungssystem für ein Farbfernsehsignal, insbesondere für eine Aufzeichnung

Info

Publication number: DE2612619C3
Application number: DE2612619A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Dr. 3000 Hannover Dickopp; Gerhard Dipl.- Ing. Dr. 3054 Rodenberg Mahler; Werner Dipl.-Ing. 3007 Gehrden Scholz
Original assignee: TED Bildplatten AG AEG Telefunken Teldec
Current assignee: TED Bildplatten AG AEG Telefunken Teldec
Priority date: 1976-03-25
Filing date: 1976-03-25
Publication date: 1978-09-21
Also published as: US4183043A; JPS52117515A; DE2612619B2; DE2612619A1

Description

c =

2a + 1
1 - a

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme dem um drei Zeilen verzögerten Leuchtdichtesignal (Yj) ein Leuchtdichtesignal (Y\) hinzugefügt ist, das durch Zusammensetzung des unverzögerten, des um eine Zeile und des um zwei Zeilen verzögerten Leuchtdichtesignals (Yt) gewonnen ist.

11. System nach Anspruch 10, dadurch gekenn- t>^r> zeichnet, daß bei der Zusammensetzung des unverzögerten Signals (Y_T) mit dem Amplitudenfaktor -'/2 und die beiden verzögerten Signale je mit

dem Amplitudenfaktor + '/2 bewertet sind.

12. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesigna] unter Verwendung einer Reihenschaltung von drei Zeilenverzögerungsleitungen aus den Signalen von vier zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen zusammengesetzt ist

13. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal aus den Signalen der Abgriffe einer Reihenschaltung von η ■ 3 (neun) Zeilenverzögerungsleitungen zusammengesetzt ist, wobei π eine ganze Zahl (3) ist

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß die Zusammensetzung des unverzögerten Signals und der verzögerten Signale so erfolgt daß die Bedingungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5 erfüllt sind.

Für die Aufzeichnung eines Farbfernsehsignals mit schmalbandigen Aufzeichnungsgeräten wie z. B. einem Bildplattenspieler ist es bekannt (DTPS 12 61 876), die drei Farbsignale R, G, B zeilenweise nacheinander aufzuzeichnen und bei der Wiedergabe mit einer Reihenschaltung von zwei Zeilenverzögerungsleitungen und mit drei zeilenfrequent betätigten Schaltern wieder simultan verfügbar zu machen. Dabei ist es auch bekannt, die trizeilensequentielle Aufzeichnung nur in einem unteren Frequenzbereich von ca. 0 — 0,5 MHz vorzunehmen und in einem oberen Frequenzbereich von ca. 0,5 — 3,0 MHz in jeder Zeile ein Leuchtdichtesignal aufzuzeichnen.

Es ist weiterhin bekannt (DT-PS 19 36 594), im unteren Frequenzbereich bei der Wiedergabe ein Leuchtdichtesignal durch Addition der sequentiellen Farbsignale aus drei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen zu bilden, indem z. B. die Signale mit gleichen Amplitudenfaktoren addiert werden. Dadurch entsteht eine Mittelung über mehrere Zeilen und somit eine Verringerung der Bildschärfe in Vertikalrichtung.

Es ist außerdem bekannt (DT-OS 24 46 376), für den unteren Frequenzbereich die Bildschärfe in Vertikalrichtung dadurch zu erhöhen, daß das Leuchtdichtesignal im unteren Frequenzbereich aus den Signalen von mehr als drei, z. B. vier zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen zusammengesetzt ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bemessung für die Zusammensetzung des Leuchtdichtesignals aus den Signalen mehrerer aufeinanderfolgender Zeilen anzugeben, bei der eine optimale Erhöhung der Bildschärfe in Vertikalrichtung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis. Die Leuchtdichteübertragungsfunktion des beschriebenen trizeilensequentiellen Systems hat Maxima bei den Frequenzen π · (n und, bedingt durch die trizeilensequentielle Aufzeichnung, zwei Nullstellen bei den Frequenzen (n±^lh) fn. Zwischen diesen beiden Nullstellen befindet sich ein weiteres relatives Maximum bei den Frequenzen (n+ '/2) · fn, dessen Amplitude jedoch etwa nur '/3 derjenigen der Maxima bei den Frequenzen η ■ fn beträgt. Durch besondere Zusammensetzung des Leuchtdichtesignals aus den Signalen von mehr als drei aufeinanderfolgenden Zeilen läßt sich

nun das genannte, an sich kleine Maximum bei den Frequenzen (n+Ui) ■ f_H auf den Wert der Maxima bei den Frequenzen π ■ fa anheben. Durch diese Anhebung der Spektralkomponenten bei den Frequenzen (n+^xh) · fH kann die Bildschärfe in Vertikalrichtung beträchtlich erhöht werden.

Durch diese Anhebung kann, wenn sie nur oder zum Teil bei der Aufnahme, also vor der Übertragungsstrekke oder dem Aufzeichnungsgerät vorgenommen wird, das Obersprechen des Leuchtdichtesignals in den Farbkanal, das sogenannte cross-color erhöht werden. Dieses cross-color läßt sich aber verringern, wenn die Nullstellen bsii den Frequenzen (n± '/3) · /« gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch Maßnahmen auf der Aufnahmeseite als geradzahlige vielfache Nullstellen, insbesondere als doppelte Nullstellen ausgebildet sind. Das ist darauf zurückzuführen, daß die spektrale Energie der Farbdifferenzsignale im wesentlichen bei diesen Nullstellen liegt und eine doppelte Nullstelle, wie in der Beschreibung noch erläutert, eine stärkere Aussparung der Leuchtdichteübertragungsfunktion, also eine stärkere Absenkung von Frequenzanteilen bei oder in der Nähe von (n± '/3) · /»bewirkt

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Beispiel erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 die Leuchtdichteübertragungsfunktion des bekannten trizeilensequentiellen Übertragungssystems,

F i g. 2 ein Beispiel der durch die Erfindung erzielten Leuchtdichteübertragungsfunktion,

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel für die Wiedergabe,

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel für die Aufnahme,

F i g. 5 den inneren Aufbau eines Teiles von F i g. 4,

Fig.6 eine Leuchtdichteübertragungsfunktion roh doppelter Nullstelle gemäß der Weiterbildung der Erfindung und

F i g. 7 den Verlauf eines Sprungs im Leuchtdichtesignal ohne und mit Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung.

In den Fig.3, 4, 5 bezeichnen die Werte in den Kreisen Amplitudenfaktoren, mit denen Signale beaufschlagt werden.

F i g. 1 zeigt, daß die Leuchtdichteübertragungsfunktion des bekannten Übertragungssystems bei den Frequenzen (n+^l/n) ■ /«nur ein Drittel der Amplitude bei den Frequenzen η ■ /what

F i g. 2 zeigt eine durch die erfindungsgemäße Bemessung erreichte Gesamtübertragungsfunktion. Darin ist die Amplitude des Maximums bei den Frequenzen (n + V2) · /// auf den Wert bei den Frequenzen π ■ fH angehoben. Durch diese Anhebung der Spektralkomponenten bei (n+^h) · fH wird die Bildschärfe in Vertikalrichtung erhöht. Diese Änderung der Leuchtdichteübertragungsfunktion von F i g. 1 in F i g. 2 läßt sich durch eine besondere Zusammensetzung des Leuchtdichtesignals aus den Signalen von mehr als drei aufeinanderfolgenden Zeilen, insbesondere aus vier Zeilen erreichen. Die Veränderung der Leuciitdichteübertragungsfunktion gemäß der Erfindung, also z. B. von F i g. 1 in F i g. 2, kann durch Maßnahmen bei der Aufnahme, bei der Wiedergabe oder bei der Aufnahme und bei der Wiedergabe erreicht werden.

Fig.3 zeigt eine Wiedergabeschaltung für ein trizeilensequentielles Signal, wie sie im Prinzip in der DT-PS 22 07 021 beschrieben ist, und zwar nur für den Leuchtdichtekanal. An der Klemme 1 steht das von einem Aufzeichnungsgerät kommende Signal, das im unteren Frequenzbereich von 0 — 0,5 MHz zeilensequentieil die Signale R, G, B und im oberen Frequenzbereich das Leuchtdichtesigna] Y_H enthält In der Addierstufe 2 wird dem Signal ein Differenzsignal hinzugefügt, das Signalunterschiede zwischen drei aufeinanderfolgenden Zeilen ausgleicht, so daß an der Klemme 3 ein breitbandiges Leuchtdichtesignal Y' von 0 — 3 MHz entsteht Das Differenzsignal wird in der Addierstufe 4 gewonnen. In der Stufe 4 wird dem unverzögerten Signal ein Signal hinzugefügt, das in der Addierstufe 5 aus den Signalen von drei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen an den Abgriffen der Reihenschaltung von zwei Zeilenverzögerungsleitungen 6, 7 gewonnen wird. Der Tiefpaß 8 dient dazu, das der Addierstufe über die Leitung 9 geführte Signal auf den unteren Frequenzbereich von 0 — 0,5 MHz zu begrenzen, da in der Addierstufe 2 das Leuchtdichtesignal Yh im oberen Frequenzbereich von 0,5 — 3,0 MHz nicht beeinflußt werden solL Das Verzögerungsglied 10 dient zum I ,aufzei tausgleich.

Für die Erhöhung der Bildschärfe in Vertikalrichtung,

d. h. für die Änderung der Leuchtdichteübertragungsfunktion von F i g. 1 in F i g. 2, dienen der Rückkopplungsweg 11, die Addierstufe 12, die dritte Zeilenverzögerungsleitung 13 und die Addierstufe 14. In der Addierstufe 14 wird ein Differenzsignal aus dem unverzögerten Signal und dem um drei Zeilen verzögerten Signal vom Ausgang der Leitung 13 gewonnen und mit dem Amplitudenfaktor c der Addierstufe 4 zugeführt. Wenn zwischen den dargestellten Faktoren a, cder Zusammenhang

c =

la + 1
1 - a

gilt, dann wird jeweils die beschriebene Änderung der Leuchtdichteübertragungsfunktion in der Weise erreicht, daß der Betrag der Übertragungsfunktion bei (Ti+¹ /2) ■ fngleich 1 ist Bei fehlendem Rückkopplungsweg 11, also bei a = 0, ist c= 1. Diese Wiedergabeschaltung hat außerdem die in F i g. 2 dargestellten

Nullstellen in der Übertragungsfunktion.

In F i g. 4 wird für die Aufnahme aus den drei Farbsignalen R, G, B mit dem zeilenfrequent betätigten Schalter 15 ein trizeilensequentielles Signal R, G, B gewonnen, von dem in der Addierstufe 16 ein in einer Matrix 17 gewonnenes Leichtdichtesignal M subtrahiert wird. Das Signal wird mit einem Tiefpaß 18 auf 0,5 MHz begrenzt und über eine Korrekturschaltung 19 der Addierstufe 20 zugeführt. Die Schaltung 19 verringert die Bandbreite der sequentiellen Farbdifferenzsignale in

so Vertik.alrichtung durch Mittelung über mehrere Zeilen mit dem Zweck, bei der Wiedergabe das Übersprechen der Farbdifferenzsignale auf das Leuchtdichtesignal, das sogenannte »cross-luminance« zu verringern. Die Matrix 17 liefert außerdem ein breitbandiges Leuchtdichtesignal Y. Mit dem Tiefpaß 21 wird daraus ein den unteren Frequenzbereich von 0-0,5 MHz umfassendes Leuchtdichtesignal Wgewonnen und in der Addierstufe 22 von Y subtrahiert, so daß ein den oberen Frequenzbereich von 0,5 — 3,0 MHz einnehmendes

bo Leuchtdichtesignal Yh entsteht. Ein Laufztitglied 23 dient zum Ausgleich der Laufzeit des Tiefpasses 21. Das Signal Y_T wird in der Schaltung 24 zur Erhöhung der Bildschärfe in Vertikalrichtung behandelt und gelangt als Signal YV zur Addierstufe 25, wo es mit dem Signal

bs Yh zu einem Leuchtdichtesignal vereinigt wird. Dieses wird dann in der Addierstufe 20 dem sequentiellen Farbdifferenzsignal hinzugefügt, so daß an der Klemme 26 für eine Aufzeichnung dasjenige Signal steht, das in

F i g. 3 an der Klemme 1 für die Wiedergabe verarbeitet wird. Das Laufzeitglied 23 dient zum Laufzeitausgleich des Tiefpasses 21. Das Laufzeitglied 36 dient zum Laufzeitausgleich der Schaltung 24 zur Gewinnung des Signals Yr und bewirkt eine Verzögerung um mehrere Zeilen. Das Laufzeitglied 27 gleicht einerseits den Laufzeitunterschied zwischen der Schaltung 19 und der Kombination der Schaltung 24 und des Laufzeitgliedes 36 aus und dient gleichzeitig zum Ausgleich, d. h. zur Vorkompensation der in der Wiedergabeschaltung auftretenden Laufzeitunterschiede für das Färb- und das Leuchtdichtesignal. Das Laufzeitglied 28 dient zum Ausgleich der Laufzeitunterschiede der Tiefpässe 18 und 21. Für das Zusammenwirken dieser Aufnahmeschaltung mit der Wiedergabeschaltung nach F i g. 3 mit a=0giitinFig.4/n=3,n=3,*=1.

Fig.5 zeigt den möglichen inneren Aufbau der Schaltung 24. Die Schaltung enthält drei Zeilenverzögerungsleitungen 31, 32, 33 und zwei Addierstufen 34, 35. Die Signale werden mit den dargestellten Amplitudenfaktoren addiert. Das Signal YV wird hiermit gemäß der erfindungsgemäßen Bemessung in das Signal YV umgewandelt. Diese Schaltung hat ebenfalls eine Übertragungsfunktion gemäß F i g. 2 mit den dargestellten Nullstellen. Sie führt aiso diese Nullstellen bereits auf der Aufnahmeseite in die Übertragungsfunktion des Leuchtdichtesignals ein.

Die Schaltung 24 in Fi g. 4, 5, also auf der Aufnahmeseile, hat einen dreifachen Sinn. Durch die beschriebene wiedergabeseitige Erhöhung der Bildschärfe treten nach horizontal liegenden Kanten, also starken Leuchtdichtesprüngen in Vertikalrichtung im Bild, Überschwingvorgänge des Leuchtdichtesignals in aufeinanderfolgenden Zeilen auf. F i g. 7 zeigt durch die Kurve 40 die Sprungfunktion. Es ist ersichtlich, daß diese Funktion ein starkes Überschwingen und eine starke Asymmetrie aufweist. Durch die Schaltung 24 wird der Einschwingvorgang Symmetrien und dadurch das Überschwingen verringert. Hierzu ist die Schaltung 24 so bemessen, daß in der gesamten Übertragungsfunktion, d. h. z. B. im Frequenzbereich von 0-0,5 MHz, die Phase etwa linear von der Frequenz abhängig ist.

Durch diese Symmetrierung kann eventuell die Steilheit des Einschwingvorganges in unerwünschter Weise verringert werden, wie in F i g. 7 durch die Kurve 41 dargestellt ist Diese entsteht, wenn im linearen Verlauf der Phase der resultierenden Gesamtübertragungsfunktion Sprünge um 180° auftreten.

Eine zweite Aufgabe der Schaltung ist es daher, zu bewirken, daß derartige Sprünge vermieden werden. Hierzu ist die Schaltung 24 so bemessen, daß die Nullstellen in der Gesamtübertragungsfunktion geradzahlig vielfache Nullstellen sind. Wenn z. B. der ■■> Leuchtdichtefrequenzgang der Wiedergabeschaltung nur einfache Nullstellen bei (n±Uz) ■ fn hat, so hat vorzugsweise die Korrekturschaltung 24 bei der Aufnahme ebenfalls einfache Nullstellen bei diesen Frequenzen. Hiermit wird optimale Bildschärfe mit

in Symmetrie des Einschwingvorganges kombiniert. Die dadurch erreichte optimale Kurve ist in Fig. 7 mit 42 bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß die Kurve 42 einen symmetrischen Einschwingvorgang und außerdem eine große Steilheit aufweist

Außer der Verbesserung des Einschwingvorganges des Leuchtdichtesignais hat die Schaltung 24 noch eine dritte Aufgabe, und zwar die Verbesserung der Farbwiedergabe. Die Schaltung unterdrückt nämlich Spektrallinien des Leuchtdichtesignals bei den Frequen-

2() zen (n±^xli) ■ fn, weil hier liegende Anteile von der Wiedergabeschaltung als Farbdifferenzsignale ausgewertet werden. Die Schaltung 24 verringert also zugleich das Übersprechen des Leuchtdichtesignals in den Farbkanal, das sogenannte cross-color, durch die

>3 erzeugten Nullstellen bei den Frequenzen (n± '/3) · fn-

Die Schaltungen nach F i g. 3 und die nach F i g. 4, 5 haben also je eine Leuchtdichteübertragungsfunktion, die betragsmäßig in F i g. 2 gezeigt ist. Wenn jetzt diese beiden Schaltungen im Übertragungsweg gleichzeitig liegen, so entsteht für die Leuchtdichteübertragungsfunktion des gesamten Systems Aufnahme/Wiedergabe eine Übertragungsfunktion mit doppelter Nullstelle.

Fig.6 zeigt eine solche Leuchtdichteübertragungsfunktion mit doppelter Nullstelle bei den Frequenzen

j5 (n ±'/3) ■ fn- Wesentlich dabei ist also, daß bereits bei der Aufnahme, also z. B. vor der Aufzeichnung auf einer Bildplatte, in der Übertragungsfunktion des Leuchtdichtesignals bei den Frequenzen (n±^l/i) f_H Nullstellen vorhanden sind.

Bei einem Sprung des Leuchtdichtesignals in Vertikalrichtung, also z. B. bei einer waagerechten Kante im Bild, werden für die Sprungfunktion von Zeile zu Zeile eine möglichst große Anstiegssteilheit und ein möglichst geringes und zur Sprungstelle möglichst symmetrisches

Überschwingen gefordert Diese beiden Forderungen lassen sich nicht immer gleichermaßen optimal erfüllen Durch die erfindungsgemäße Bemessung der Leuchtdichteübertragungsfunktion wird ein optimaler Kompromiß zwischen diesen beiden Forderungen erzielt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trizeilensequentielles Übertragungssystem für ein Farbfernsehsignal, insbesondere für eine Aufzeichnung, bei dem die drei sequentiellen Farbsignale bei der Wiedergabe mit einer Reihenschaltung von Zeilenverzögerungsleitungen wieder in drei simultane Farbsignale umgewandelt und durch Zusammensetzung der Signale aus mehreren aufeinanderfolgenden Zeilen ein Leuchtdichtesignal gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Bildschärfe in Vertikalrichtung das Leuchtdichtesignal in einem solchen Amplituden verhältnis aus den Signalen zusammengesetzt ist daß der Betrag der Leuchtdichteübertragungsfunktion des gesamten Systems Aufnahme/ Wiedergabe bei den Frequenzen (n± V2) fa betragsmäßig etwa gleich denen bei den Frequenzen a - /Ή ist, wobei η=0,1,2... und fo die Zoilenf requenz ist

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung so erfolgt, daß im niederfrequenten Bereich der Übertragungsfunktion bei den Frequenzen (n± '/3) f» Nullstellen auftreten.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullstellen des gesamten Systems geradzahlig Vielfache (2-, 4-, ...fache) Nullstellen sind.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfunktion sowohl der Aufnahme als auch der Wiedergabe je eine Nullstelle aufweist.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Übertragungsfunktion des gesamten Systems bei tiefen Frequenzen die Phase etwa linear von der Frequenz abhängig ist.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfunktion keine 180°-Phasensprünge aufweist.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Wiedergabeschaltung dem Leuchtdichtesignal das Differenzsignal aus dem unverzögerten und dem um drei Zeilen verzögerten Signal hinzugefügt ist (F i g. 3).

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Reihenschaltung von drei Verzögerungsleitungen (6, 7, 13) ein Rückkopplungsweg (11) mit dem Amplitudenfaktor a liegt.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich- ^r>o net, daß das Differenzsignal dem Leuchtdichtesignal mit dem Amplitudenfaktor a hinzugefügt ist, wobei gilt