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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, wie es aus der US-PS 37 98 353 bekannt ist.
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Beispielsweise aus dem DBP 18 13 954 ist ein Verfahren zur Trennung des Leuchtdichte- und des Farbartanteils eines Farbfernsehsignals bekannt, bei dem ein Kammfilter verwendet wird. Kammfilter arbeiten jedoch nur exakt, wenn zwei zeitlich aufeinanderfolgende Zeilen über gleichen Inhalt verfügen. Korrelieren die Signale zweier zeitlich aufeinanderfolgender Zeilen nicht, so verbleiben Anteile des Farbartsignals im Leuchtdichtesignal, das zu sogenannten " Crossluminanzstörungen" führt. Aus der DT-OS 26 15 023 ist es gedoch bekannt, dem Ausgang für das Leuchtdichtesignal eines Kammfilters eine Bandsperre nachzuschalten und diese Bandsperre von einem Steuersignal derart gesteuert wird, daß die Bandsperre umso stärker wirksam ist, je mehr die Farbinformation aufeinanderfolgender Zeilen voneinander verschieden ist. Diese Bandsperre ist jedoch nicht ohne weiteres mit den erforderlichen Übertragungseigenschaften zu verwirklichen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltung zur Trennung des Luminanzsignals aus dem Farbfernsehsignal anzugeben, bei welcher die obengenannten Störungen nicht auftreten und welche in möglichst einfacher Weise zu verwirklichen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehemen.
Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß es sich mit einfachen an sich bekannten Baugruppen wie z. B. Tiefpässen, Synchrondemodulatoren und Überblendschaltungen verwirklichen läßt. Außerdem kann es in besonders einfacher Weise für die digitale Farbfernsehsignale realisiert werden, worauf einige der in den Unteransprüchen aufgeführten Weiterbildungen und Verbesserungen gerichtet sind.
Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes System in analoger Ausführung,
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Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch ein Ausführungsbeispiel in digitaler Ausführung und
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Fig. 3 zeigt eine Tabelle von Signalwerten, die sich an verschiedenen Punkten der Systeme nach Fig. 1 und Fig. 2 ergeben.
Beschreibung der Erfindung
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Dem System nach Fig. 1 werden bei 1 Farbfernsehsignale (FBAS) zugeführt. Das Kammfilter 2 ist beispielsweise aus DBP 18 13 954 bekannt und braucht im Rahmen der vorliegenden Erfindung im einzelnen nicht mehr beschrieben zu werden.
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An einem Ausgang 3 des Kammfilters 2 steht ein Leuchtdichtesignal Y an. Dieses Leuchtdichtesignal Y wird einerseits direkt dem einen Eingang 5 und andererseits über einen Tiefpaß 4, dessen Grenzfrequenz etwa bei 3 MHz liegt, dem anderen Eingang 6 eines aus den steuerbaren Verstärkern 7 und 8 und der Additionsschaltung 9 bestehenden Überblenders zugeführt.
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Das Mischverhältnis des Überblenders kann mit Hilfe einer bei 9 zugeführten Steuerspannung eingestellt werden, und zwar zwischen den beiden Extremwerten derart, daß nämlich einerseits der Verstärker 8 die Verstärkung Null und der Verstärker 7 die Verstärkung 1 andererseits der Verstärker 8 die Verstärkung 1 und der Verstärker 7 die Verstärkung Null aufweist. Die Ausgangssignale der Additionsschaltung 9 werden nun dem Ausgang 11 des Systems nach Fig. 1 zugleitet.
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Da die durch den Tiefpaß 4 in ihrer Bandbreite begrenzten Leuchtdichtesignale eine Verschlechterung des Schärfeeindrucks zur Folge haben, wird diesen Signalen, also ebenfalls dem Eingang 6 des Überblenders ein Aperturkorrektursignal zur Erhöhung der Kantenschärfe zugefügt. Dieses Aperturkorrektursignal wird aus dem bei 1 zugeführten Farbfernsehsignal (FBAS) nach einem Laufzeitausgleich in einer Verzögerungsleitung 12, die auch Teil des Kammfilters 2 sein kann, mit Hilfe eines Tiefpasses 13 und einer an sich bekannten Schaltung zur horizontalen Aperturkorrektur 14 erzeugt.
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Am Ausgang 15 des Kammfilters 2 steht die Differenz der Signale zweier zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen an. Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 noch erläutert wird, ist diese Differenz bei gleichem Inhalt der zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen während bestimmter Phasen des Farbträgers gleich Null. Deshalb kann durch Synchrondemodulation des bei 15 anstehenden Differenzsignals mit Hilfe eines Farbträgers von 135° Phasenlage im Demodulator 16 ein sogenanntes Korrelationssignal gewonnen werden, welches bei Korrelation des Inhalts zweier aufeinanderfolgender Zeilen gleich Null ist. In einem Tiefpaß 17 wird das Signal von höherfrequenten Anteilen, welche durch die Synchrondemodulation entstehen, befreit.
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Für die Verwendung dieses Korrelationssignals im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist das Vorzeichen des Korrelationssignals unerheblich. Es wird daher mit Hilfe eines Multiplizierers 18 das Quadrat des Korrelationssignals gebildet, um im wesentlichen den vorzeichenunabhängigen Betrag zu erhalten. Der Schaltung 18 ist wiederum ein Tiefpaß 19 zur Unterdrückung unerwünschter höherfrequenter Anteile nachgeschaltet. Am Ausgang des Tiefpasses 19 steht dann das Signal x zur Verfügung, das dem Überblender, bestehend aus den verstärkern 7 und 8 und der Additionsschaltung 9, zugeführt wird.
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Wie erläutert, ist das Signal x = 0, wenn zwei zeitlich aufeinanderfolgende Zeilen den gleichen Inhalt aufweisen. Letzteres eines Kammfilters, so daß bei Vorliegen von x = 0 der Verstärker 7 das mit Hilfe des Kammfilters 2 erzeugte Leuchtdichtesignal zum Ausgang 11 geleitet wird. Der Übertragungsfaktor des Verstärkers 8 ist dann gleich Null, so daß die Ausgangssignale des Tiefpasses 4 und der Schaltung zur horizontalen Aperturkorrektur 14 nicht weitergeleitet wird.
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Mit zunehmenden Abweichungen der Signale zweier aufeinanderfolgender Zeilen wird das Signal x größer. Gleichzeitig treten im Ausgangssignal des Kammfilters in vermehrtem Umfang Crossluminanzstörungen auf. Es wird daher der Übertragungsfaktor des Verstärkers 7 verringert, während derjenige des Verstärkers 8 erhöht wird und damit ein größerer Anteil des mit Hilfe des Tiefpasses 4 und der Schaltung zur Horizontalaperturkorrektur 14 gewonnenen Leuchtdichtesignals zum Ausgang 11 gelangt.
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Da die Crossluminanzstörungen in erster Linie im oberen Frequenzbereich des Videosignals auftreten, kann auch für nichtkorrelierte Zeilen der niederfrequente Anteil des Videosignals aus dem am Ausgang 3 des Kammfilters 2 anstehenden Leuchtdichtesignal gewonnen werden. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung ebenso möglich, die Ausgangssignale des Tiefpasses 13 zum Eingang 6 des Verstärkers 8 zu leiten.
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Um den Schärfeeindruck auch in vertikaler Richtung zu verbessern, kann in an sich bekannter Weise eine Schaltungsanordnung 20 zur vertikalen Aperturkorrektur vorgesehen werden. Diese Schaltung erhält das Leuchtdichtesignal vom Ausgang 3 des Kammfilters 2, während das von ihr erzeugte vertikale Aperturkorrektursignal mit Hilfe einer Additionsschaltung 21 dem Ausgangssignal des erfindungsgemäßen Systems hinzugefügt werden kann.
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Das am Ausgang 15 des Kammfilters 2 anliegende Differenzsignal zweier aufeinanderfolgender Zeilen kann in einem weiteren Synchrondemodulator 22 mit Hilfe eines Farbträgers der Phasenlage 45° und eines daran angeschlossenen Tiefpasses derart moduliert werden, daß am Ausgang 24 zeilenweise abwechselnd jeweils die Summe bzw. die Differenz der Farbdifferenzsignale U und V anliegt.
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Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems, welches jedoch in Digitaltechnik aufgebaut ist. Eine der bekannten Möglichkeiten, ein Farbfernsehsignal (FBAS) in ein digitales Signal umzuwandeln, umfaßt die Abtastung des Farbfernsehsignals mit vierfacher Farbträgerfrequenz. Hierzu wird aus dem bei 31 zugeführten Farbfernsehsignal mit Hilfe einer Torschaltung 32 das Farbsynchronsignal gewonnen und einem an sich bekannten Regenerator zur Erzeugung einer Frequenz, welche dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz entspricht, zugeleitet. Die Ausgangsspannung des Regenerators 33 wird über eine Phasenschieberschaltung 34 als Abtastfrequenz einem Analog-Digital- Wandler 35 zugeführt, an deren Ausgang 36 digitale Farbfernsehsignale zur Verfügung stehen, welche beispielsweise acht Parallelbits mit einer Folgefrequenz von - beim PAL- Farbfernsehsystem - jeweils 17,7 MHz umfaßt. Diese Signale werden mit Hilfe der Einrichtung 37, die beispielsweise acht parallele Schieberegister umfassen kann, um die Dauer einer Zeile verzögert. Die unverzögerten und die um eine Zeilenperiode verzögerten Signale werden in den Schaltungen 38 und 39 addiert bzw. voneinander subtrahiert. Anschließend werden mit Hilfe der Schaltungen 40 und 41 die Signalwerte um die Hälfte reduziert.
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Zum besseren Verständnis wird zunächst auf Fig. 3 hingewiesen. Und zwar sind in Fig. 3 die Signalwerte zweier aufeinanderfolgender Zeilen während mehrerer Abtastperioden (56 ns) dargestellt. Die dort ersichtlichen Vorzeichenwechsel ergeben sich beim NTSC und beim PAL-Farbfernsehverfahren durch das nicht ganzzahlige Verhältnis zwischen Farbträgerfrequenz und Zeilenfrequenz und zusätzlich beim PAL-Verfahren durch einen zusätzlichen Vorzeichenwechsel der V- Komponente des Farbartsignals.
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In Zeile (a + b) der Fig. 3 ist das Ausgangssignal der Additionsschaltung 38 (Fig. 2) dargestellt, wobei vorausgesetzt wird, daß der Inhalt der Zeilen a und b gleich ist, d. h. wird Y a = Y b , U a = U b , V a = V b . Aus Fig. 3 geht hervor, daß während jedes zweiten Abtastzeitpunktes die Farbanteile entfallen und lediglich das Leuchtdichtesignal übrig bleibt. Bei den dazwischenliegenden Abtastzeitpunkten ergibt sich ein Gemisch aus Leuchtdichte und Farbanteil, weshalb man üblicherweise bei Kammfiltern zur Gewinnung des Leuchtdichteanteils eine weitere Verzögerungsleitung vorsieht. Bei der Anordnung nach Fig. 2 wird jedoch der Farbanteil dadurch entfernt, daß das Summensignal mit doppelter Farbträgerfrequenz abgetastet wird, also nur jeder zweite der in der Zeile a (Fig. 3) gezeigten Abtastwerte übertragen wird. Dieses erfolgt in der Anordnung nach Fig. 2 mit Hilfe eines sogenannten D-Flip-Flops 42.
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Aus der Zeile (a - b) geht hervor, daß bei jedem zweiten Abtastwert die Differenz der Signale zweier aufeinanderfolgender Zeilen 0 ist. Dieses gilt jedoch nur dann, wenn die Signale zweier aufeinanderfolgender Zeilen gleich sind. Es ist deshalb möglich, durch Weiterleitung dieser Abtastwerte ein Signal entsprechend der Korrelation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen zu erhalten. Hierzu wird dem D-Flip-Flop 43 ein um 180° phasenverschobenes Abtastsignal mit doppelter Farbträgerfrequenz zugeführt.
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Wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits beschrieben wurde, interessiert das Vorzeichen des Korrelationssignals nicht, so daß sich an das D-Flip-Flop 43 eine Schaltungsanordnung 44 zur Bildung des Betrages anschließt. An dieser Stelle kann auch ebenfalls die Zahl der Quantisierungsstufen herabgesetzt werden, da es zur Überblendung zwischen dem durch das Kammfilter 37, 38, 39 erzeugten Leuchtdichtesignal und dem durch das Tiefpaßfilter 46 erzeugten Leuchtdichtesignal keine so feine Quantisierungsstufung wie zur Übertragung des Videosignals erforderlich ist. Die später noch näher beschriebenen digitalen Schaltungen zur Überblendung zwischen beiden Leuchtdichtesignalen können dann einfacher ausgeführt werden. In der Praxis hat sich eine Quantisierung entsprechend 4 bit gut bewährt. Zur Unterdrückung unerwünschter höherfrequenter Anteile kann anschließend ein Tiefpaß 62 vorgesehen sein.
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Während anhand der Zeilen (a + b) und (a - b) der Fig. 3 erläutert wurde, daß bei Korrelation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen mit Hilfe des Kammfilters 37, 38, 39 und der anschließenden Abtastschaltung (D-Flip-Flop 42 und 43) ein Leuchtdichtesignal ohne Farbkomponenten sowie ein Korrelationssignal, welches = 0 ist, entsteht, wird anhand der Zeilen (a + b)&min; und (a - b)&min; der Fig. 3 dargestellt, daß bei nichtkorrelierenden Zeilen Farbkomponenten zum Leuchtdichtesignal zutreten (Crossluminanz) und daß das Korrelationssignal von 0 abweicht. Um dieses zu verdeutlichen, wurde beispielhaft angenommen, daß die Differenz der Farbdifferenzsignale in der Zeile b doppelt so groß wie in der Zeile a ist, und die Summe der Farbdifferenzsignale in der Zeile b doppelt so groß sei wie in der a.
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Es ergeben sich dann die in den Zeilen (a + b)&min; und (a - b)&min; gezeigten Werte, welche zeigen, daß einerseits das Leuchtdichtesignal mit unerwünschten Farbkomponenten behaftet ist und daß andererseits das Korrelationssignal ungleich 0 ist. Erfindungsgemäß ist dann ein Leuchtdichtesignal weiterzuleiten, das nicht die störenden durch das Kammfilter nicht ausgefilterten Farbkomponenten enthält.
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Bei der Anordnung nach Fig. 2 wird sowohl bei korrelierenden als auch nicht korrelierenden Zeilen im Gegensatz zur Anordnung nach Fig. 1 stets der niederfrequente Anteil ohne Mitwirkung des Kammfilters gewonnen. Dazu wird an den Ausgang der Verzögerungsanordnung 37 ein weiteres D-Flip-Flop 45 angeschaltet, welches ebenfalls mit doppelter Farbträgerfrequenz getriggert wird. Das Ausgangssignal dieses D-Flip- Flops 45 enthält nach wie vor die Farbkomponente. In einem anschließenden digitalen Tiefpaß 46 wird der die Farbkomponenten umfassende obere Frequenzbereich abgetrennt, womit auch die höheren Frequenzen des Luminanzsignals unterdrückt werden. Die verbleibenden niederfrequenten Anteile des Luminanzsignals werden der Addierschaltung 47 zugeführt und gelangen über diese zum Ausgang 48 der Anordnung nach Fig. 2.
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Mit Hilfe der Addierschaltung 47 werden den niederfrequenten Komponenten des Leuchtdichtesignals höherfrequente zugesetzt. Diese höherfrequenten Komponenten werden im Falle der Korrelation aus dem Kammfilter gewonnen, wozu an den Ausgang des D-Flip-Flops 42 ein digitaler Bandpaß angeschlossen ist. Die Ausgangssignale des digitalen Bandpasses 49 umfassen diejenigen höherfrequenten Komponenten des Leuchtdichtesignals, welche durch den digitalen Tiefpaß 46 unterdrückt wurden. Diese Anteile gelangen zu einer Multiplizierschaltung 50, mit deren Hilfe sie mit dem Komplementärwert (1 - x) des Korrelationssignals x multipliziert werden, und gelangen über eine weitere Additionsschaltung 51 zur Additionsschaltung 47. Digitale Filter sind beispielsweise bekannt aus "Electrical Engineer, Midoctober 1977, page 26 to 31".
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Die Multiplizierschaltung 50, die Addierschaltung 51 sowie eine weitere Multiplizierschaltung 52 bilden zusammen eine Überblendschaltung.
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Besteht Korrelation zwischen aufeinanderfolgenden Zeilen, so ist das Korrelationssignal x = 0, womit die Ausgangssignale des digitalen Bandpasses 49, also die zu dem Leuchtdichtesignal gehörenden höherfrequenten Anteile mit Hilfe der Multiplizierschaltung 50 sowie der Addierschaltungen 51 und 47 mit voller Amplitude dem Leuchtdichtesignal zugefügt werden. Weicht jedoch bei mangelnder Korrelation das Korrelationssignal x vom Wert 0 ab. so werden die höherfrequenten Anteile des Luminanzsignals, die mit Hilfe des Kammfilters und des digitalen Bandpasses 49 gewonnen sind, mit Hilfe der Multiplizierschaltung 50 geschwächt und schließlich vollständig unterdrückt. An ihre Stelle treten dann sozusagen künstlich erzeugte höherfrequente Anteile, welche mit Hilfe der Apperturkorrekturschaltung 53 aus den niederfrequenten Anteilen des Leuchtdichtesignals gewonnen werden.
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Wie auch die Anordnung nach Fig. 1 umfaßt die Anordnung nach Fig. 2 Mittel zur Ableitung von Farbartsignalen. Dazu wird die Differenz der Signale zweier aufeinanderfolgender Zeilen (Ausgang der Schaltung 41) einem weiteren D-Flip-Flop, das mit Hilfe der doppelten Farbträgerfrequenz getriggert wird, zugeführt. Die Ausgangssignale dieses D-Flip-Flops 54 werden einem digitalen Bandpaß 55 zugeführt, an desse Ausgang ein digitaler Klemm-Demodulator 56 angeschlossen ist. An dessen Ausgang stehen demodulierte Farbartsignale in digitaler Form an und zwar zeilenweise abwechselnd die Differenz und die Summe der Farbdifferenzsignale. Diese Signale gelangen über einen digitalen Tiefpaß 57 zur Ausfilterung der durch die Demodulation entstandenen höherfrequenten Anteile und über die Mutiplizierschaltung 58 zu einem Ausgang 59.
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Die Ausgangssignale der Aperturkorrekturschaltung 53 werden in eine Subtrahierschaltung 60 mit den Ausgangssignalen der Schaltung 51 verglichen. Das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 60 wird einer Schaltung 61 zugeführt, die ähnlich wie die Schaltung 44 den Betrag der ihr zugeführten Signale bildet und gegebenenfalls eine Verringerung der Bit-Zahl vornimmt. Am Ausgang der Schaltung 61 steht dann ein Signal an, das dem Betrag der Abweichung der dem Luminanzsignal zugeführten höherfrequenten Anteile von dem Aperturkorrektursignal entspricht. Dieses Signal beeinfluß die Amplitude der Farbartsignale derart, daß diese nicht geschwächt werden, wenn die dem Leuchtdichtesignal zugeführten höherfrequenten Anteile dem Aperturkorrektursignal entsprechen. Dieses führt zu einer Verminderung der sogenannten Cross-Color-Störungen.