DE2845533C2 - - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/77—Circuits for processing the brightness signal and the chrominance signal relative to each other, e.g. adjusting the phase of the brightness signal relative to the colour signal, correcting differential gain or differential phase
- H04N9/78—Circuits for processing the brightness signal and the chrominance signal relative to each other, e.g. adjusting the phase of the brightness signal relative to the colour signal, correcting differential gain or differential phase for separating the brightness signal or the chrominance signal from the colour television signal, e.g. using comb filter
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- Signal Processing (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerlegen eines
ein Bild darstellenden Farbvideosignals in Luminanz- und
Chrominanzkomponenten, wie sie aus "Rundfunktechnische Mitteilungen",
Jahrgang 20 (1976), Heft 6, Seiten 236 bis 241, bekannt ist.
Es sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, um den Wirkungsgrad
bei der Codierung von Farbvideosignalen zu verbessern.
Bei vielen dieser Verfahren werden die gegenseitigen
Beziehungen zwischen den Chrominanz- und den Luminanzkomponenten
des Signals zur Erzielung der gewünschten Bitratenverringerung
ausgenutzt. Beispiele hierfür sind in den US-Patentschriften
41 41 034 und 41 25 856 beschrieben. Demgemäß ist
die Möglichkeit, ein zusammengesetztes Videosignal auf zweckmäßige
Weise in Chrominanz- und Luminanzkomponenten zu zerlegen,
sehr wichtig.
Bei bekannten Anordnungen wird die Zerlegung normalerweise mit
Hilfe von Kammfiltern und Tiefpaßfiltern erreicht, wie beispielsweise
in der US-Patentschrift 40 03 079 erläutert. Diese
Filter sind im allgemeinen "nicht adaptiv" und behandeln alle
Bereiche des Bildes auf die gleiche Weise. Das führt zu Ungenauigkeiten
bei der Zerlegung, insbesondere in der Nähe der
Bildecken, in denen die örtlichen Eigenschaften wesentlich
von den mittleren Eigenschaften abweichen. Außerdem wird dann,
wenn eine digitale Verarbeitung beteiligt ist, die Filterung
mit Hilfe von Digitalfiltern erreicht, die eine verhältnismäßig
große Anzahl von Multiplikationen mit allgemeinen Koeffizienten
durchführen. Die Multiplizierer müssen unter Verwendung extrem
schneller Schreiblesespeicher (RAM's) verwirklicht werden, wodurch
die Kompliziertheit und der Aufwand steigen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Schwierigkeiten
zu beseitigen. Sie geht dazu aus von einer Vorrichtung
der eingangs genannten Art und ist gekennzeichnet durch eine
Einrichtung zum räumlichen Filtern des Signals in einer ersten
und zweiten Richtung zur Bildung eines ersten und zweiten
Schätzwertes der Komponenten für ein bestimmtes Bildelement
und eine Einrichtung, die unter Ansprechen auf die vorhergehenden
Komponentenwerte einen der Schätzwerte auswählt.
Entsprechend der Erfindung ist also ein Zerlegungsverfahren
vorgesehen, bei dem wenigstens zwei unabhängige Schätzwerte
der Luminanz- und Chrominanzkomponenten aus wenigstens zwei
unterschiedlichen Bildrichtungen unter Verwendung von zwei
unterschiedlichen Digitalfiltern abgeleitet werden. Abhängig
von den örtlichen Bildeigenschaften wird dann der beste Schätzwert
gewählt. Der erste Schätzwert kann aus Bildelementen abgeleitet
werden, die in der gleichen Abtastzeile wie das verarbeitete
Element liegen, während der zweite Schätzwert von
Bildelementen abgeleitet sein kann, die auf anderen Zeilen
oberhalb und unterhalb der jeweiligen Zeile liegen. Jeder
Schätzwert wird durch einen Vergleich der individuellen Komponentenwerte
mit den Komponentenwerten der benachbarten Elemente
verglichen. Beispielsweise kann die Differenz zwischen den
geschätzten Komponentenwerten für ein gegebenes Element mit den
Komponentenwerten benachbarter Elemente verglichen werden, um
denjenigen Schätzwert auszuwählen, der zur kleinsten Differenz
führt. Alternativ kann ein verzögertes Zerlegungsverfahren benutzt
werden, bei dem alle möglichen, durch Zerlegung gewonnenen
Komponentenwerte für einen oder mehrere aufeinanderfolgende
Bildelemente für jede Kombination von Komponentenwerten vorhergehender
Bildelemente geprüft werden und festgestellt wird,
welche Kombination zum besten Ergebnis führt.
Die verschiedenen Schätzwerte der Komponentensignale für jedes
Bildelement werden entsprechend der Erfindung durch "kurze"
Filter erzeugt, die sich von dem gerade verarbeiteten Element
in unterschiedliche Richtungen erstrecken, beispielsweise in
die horizontale und die vertikale Richtung. Die Filter werden
verwirklicht, indem Polynome in der jeweiligen Richtung an die
Luminanz- und Chromsignale angepaßt werden. Zweckmäßig
haben die Filterkoeffizienten Werte der allgemeinen Form
(½) i , die sich leicht durch eine kleine Anzahl von Addierern
verwirklichen läßt.
Es hat sich gezeigt, daß mit der vorliegenden Erfindung eine
verbesserte Zerlegung möglich ist, die selbst in Bildbereichen
gut arbeitet, in denen sich eine oder mehrere Komponenten
schnell ändern. Die Güte in gleichmäßigen Bildbereichen ist
ebenfalls befriedigend. Außerdem lassen sich, wie oben angegeben,
die Zerlegungsfilter leicht verwirklichen und benötigen
keine schnellen Schreiblesespeicher.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die Lage von Elementen eines Bildes, dessen zusammengesetztes
Videosignal zerlegt wird sowie die in Verbindung
mit den Luminanz- und Chrominanzwerten der verschiedenen Elemente
verwendete Nomenklatur;
Fig. 2 ein Übersichtsblockschaltbild einer Zerlegungsvorrichtung
nach der Erfindung;
Fig. 3 das Blockschaltbild der Verzögerungsschaltung 201
in Fig. 2;
Fig. 4 das Blockschaltbild des Vertikalfilters 202 in
Fig. 2;
Fig. 5 das Blockschaltbild des Horizontalfilters 203 in
Fig. 2;
Fig. 6 das Blockschaltbild der Entscheidungsschaltung 204
in Fig. 2;
Fig. 7 das Blockschaltbild des Luminanzspeichers 601 in
Fig. 6, wenn keine verzögerte Zerlegung benutzt wird;
Fig. 8 das Blockschaltbild des Luminanzspeichers 601, wenn
eine verzögerte Zerlegung verwendet wird;
Fig. 9 das Blockschaltbild der Signaländerungsschaltung 610
in Fig. 6;
Fig. 10 das Blockschaltbild des Änderungsspeichers 611 in
Fig. 6;
Fig. 11 das Blockschaltbild der Minimaländerungsschaltung
612 in Fig. 6.
Nachfolgend wird angenommen, daß ein NTSC-Fernsehsignal mit
einer Frequenz abgetastet wird (mittels üblicher Vorrichtungen),
die gleich dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz ist, und daß
die Phase des Abtastsignals und des Farbträgers auf geeignete
Weise aneinander angepaßt sind. Abwechselnde Abtastwerte enthalten
also Informationen mit Bezug auf die beiden Chrominanzkomponenten
C₁ und C₂. Bei dieser Abtastfrequenz erfolgen 910
Abtastungen für jede Bildzeile.
Die hier zu verwendende Terminologie ist in Fig. 1 angegeben.
In dieser Figur wird ein Bild 10 entlang einer Vielzahl von
parallelen Zeilen abgetastet, beispielsweise den Zeilen 11, 12,
13. Das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung wird abgetastet
(mit einer Frequenz, die generell so eingestellt ist, daß sie
gleich der vierfachen Farbträgerfrequenz ist), und jeder Abtastwert
ist einem bestimmten Element des Bildes gesondert zugeordnet.
Die Bildelemente sind entsprechend einem rechtwinkligen
Koordinatensystem angeordnet. Es heißt dann, daß das jeweils
verarbeitete Bildelement auf der l-ten Zeile in der i-ten
Abtastposition liegt. Der zusammengesetzte Wert des Videosignals
für dieses Element (beispielsweise das Element 21 in der
Zeile 12) wird mit X (i, l) bezeichnet. Entsprechend sind die
zusammengesetzten Werte des Videosignals für die nachfolgenden
Bildelemente 22, 23 auf der gleichen Zeile 12 die Werte X (i+1, l)
und X (i+2, l). Der Abtastwert 24, der auf der nächsten Zeile 13
direkt unter dem Element 21 liegt, hat den zusammengesetzten
Wert X (i, l+1).
Für Bildelemente auf der im Augenblick verarbeiteten Zeile 12,
die dem Element 21 vorausgehen, wird das zusammengesetzte Signal
X durch die Vorrichtung nach der Erfindung in eine Luminanz-
und eine Chrominanzkomponente Y bzw. C zerlegt. Das Element 20,
das dem Element 21 auf der Zeile 12 unmittelbar vorausgeht, hat
dann die Luminanz- und die Chrominanzkomponente Y (i-1, l) bzw.
C (i-1, l). Das Element 19, das dem Element 21 um zwei Abtastintervalle
vorhergeht, hat die Komponentenwerte X (i-2, l) und
C (i-2, l). Auf der vorhergehenden Zeile hat das Element 18 (unmittelbar
oberhalb des betrachteten Elements 21) die Komponentenwerte
Y (i, l-1) und C (i, l-1).
Wie oben angegeben, soll entsprechend der Erfindung X (i, l) in
die Luminanz- und Chrominanzkomponenten Y (i, l) bzw. C (i, l) zerlegt
werden. Ganz allgemein gesagt, wird dies dadurch erreicht,
daß wenigstens zwei Schätzwerte dieser Komponenten auf der
Grundlage der Werte von wenigstens zwei unterschiedlichen Elementgruppen,
die das betrachtete Element umgeben, gebildet werden
und der "beste" Schätzwert gewählt wird. Wenn Y (i, l) und
C (i, l) gefunden sind, so werden die Werte für I und Q auf übliche
Weise wie folgt berechnet:
Zur Vereinfachung bei der nachfolgenden Beschreibung enthält
die erste Gruppe von Bildelementen diejenigen Elemente (19 bis
23), die auf der gleichen Zeile vor und hinter dem jeweiligen
Element liegen. Die zweite Gruppe von Bildelementen kann diejenigen
Elemente (18, 21, 24) enthalten, die oberhalb und unterhalb
des jeweiligen Elementes liegen, d. h., Elemente, die Abtastwerten
zugeordnet sind, welche gegen den jeweiligen Abtastwert
um ganzzahlige Zeilenintervalle versetzt sind. Der erste
Schätzwert kann demgemäß als Horizontalschätzwert und der
zweite Schätzwert als Vertikalschätzwert bezeichnet werden. Es
sei jedoch darauf hingewiesen, daß auch andere Gruppen von Bildelementen
Verwendung finden können.
Entsprechend der Erfindung wird angenommen, daß die Luminanz-
und Chrominanzkomponenten durch Polynome erster Ordnung bei der
Bildung der Vertikalschätzelemente dargestellt werden, die mit
Y V und C V bezeichnet werden. Es gilt demgemäß
Y V (i, l+k) = Y₀ + Y₁K (3)
C V (i, l+k) = (c₀ + c₁k) (-1) K (4)
C V (i, l+k) = (c₀ + c₁k) (-1) K (4)
wobei K ein Maß für die Verschiebung eines Bildelementes gegen
das Element X (i, l) ist. Die Gleichungen (3) und (4) führen zu
der folgenden Gruppe von Gleichungen:
die die Lösung haben:
Bezüglich der Horizontalschätzwerte wird angenommen, daß die
Luminanzkomponente Y H durch ein Polynom zweiter Ordnung dargestellt
wird. Aufeinanderfolgende Chrominanzkomponenten werden
als unterschiedliche Signale (C₁ und C₂) angenommen, wobei
die (i-2)-te, die i-te und die (i+2)-te Komponente das Signal
C₁ und die (i-1)-te und die (i+1)-te Komponente das Signal C₂
sind. Jede Chrominanzkomponente wird als Polynom erster
Ordnung angenommen. Die Darstellungen lauten demgemäß:
Y (i+k, l) = Y A + Y B K + Y C K² (7)
C₁ (i+k, l) = (c a + c b k) (-1) K (8)
C₂ (i+k, l) = (c c + c d k) (-1) K (9)
C₁ (i+k, l) = (c a + c b k) (-1) K (8)
C₂ (i+k, l) = (c c + c d k) (-1) K (9)
Dies führt zu der folgenden Gruppe von Gleichungen:
mit der Lösung:
Die oben beschriebenen Schätzwerte werden in einem Vertikalfilter
202 und einem Horizontalfilter 203 berechnet, die in
dem Blockschaltbild gemäß Fig. 2 dargestellt sind und nachfolgend
im einzelnen beschrieben werden. Diese Filter können als
"räumliche Filter" bezeichnet werden, da sie mit bestimmten
Abtastwerten abhängig von der Lage der Bildelemente arbeiten,
denen die Abtastwerte zugeordnet sind. Einige Eingangssignale
der Filter werden von einer Verzögerungsschaltung 201 geliefert,
die ebenfalls nachfolgend beschrieben wird. Die übrigen Filtereingangsspannungen
kommen von einer Entscheidungsschaltung 204
(die ebenfalls später beschrieben wird), welche die gewünschte,
beste Voraussage erzeugt.
Die Verzögerungsschaltung 201 ist genauer in Fig. 3 dargestellt.
Sie hat den Zweck, gleichzeitig die Abtastwerte 21, 23 und 24
an die Filter 202, 203 zu liefern. Die Abtastwerte lauten X (i, l),
X (i+2, l) und X (i, l+1). Nimmt man an, daß jede Zeile 910 Abtastwerte
enthält, so kann die Verzögerungsschaltung ein erstes
Verzögerungselement 301 mit einer Verzögerung von 908 Abtastwerten
und ein zweites, in Reihe mit dem ersten Element geschaltetes
Verzögerungselement 302 mit einer Verzögerung von
zwei Abtastwerten aufweisen. Wenn das Eingangssignal des Verzögerungselementes
301 gleich X (i, l+1) ist, d. h., der Abtastwert
24 ist, so lautet das Ausgangssignal des Verzögerungselementes
301 X (i+2, l), d. h., ist der Abtastwert 23, während das
Ausgangssignal des Verzögerungselementes 302 gleich X (i, l) ist,
also dem Abtastwert 21 entspricht. Das Signal X (i, l) wird dem
Vertikalfilter 202 über die Leitung 220 und dem Horizontalfilter
203 über die Leitung 221 zugeführt. Das Signal X (i, l+1) wird
dem Filter 202 über die Leitung 222 und das Signal X (i+2, l)
dem Filter 203 über die Leitung 223 zugeführt.
Ein Vertikalfilter 202, das der Gleichung (6) genügt, ist in
Fig. 4 genauer gezeigt. Das Filter besitzt vier Eingänge 401-404,
die jeweils zu einem Eingang eines zugeordneten Multiplizierers
405-408 führen. Dem Eingang 403 wird der Wert X (i, l) vom Ausgang
des Verzögerungselementes 302 in Fig. 3 zugeführt. Zum Eingang
404 gelangt der Wert X (i, l+1) vom Eingang des Verzögerungselementes
301. Die Eingänge 401 und 402 nehmen den Luminanz-
und Chrominanzwert des i-ten Abtastwertes der vorhergehenden
(l-1)-ten Zeile von der Entscheidungsschaltung 204 über
die Verbindungsleitungen 205 bzw. 206 in Fig. 2 auf.
Gemäß Gleichung (6) haben die Multiplizierer 405, 406, 408 jeweils
Multiplikationskoeffizienten von ¼, während der Multiplizierer
407 einen Koeffizienten ½ besitzt. Da diese Koeffizienten
Potenzen von ½ sind, werden die Multiplikationen auf
einfache Weise durchgeführt, in dem die Adern mit der binären
Darstellung des Multiplikanden verlagert oder verschoben werden,
bevor sie miteinander in einer Folge von Addierern 409-411
kombiniert werden, derart, daß das Ausgangssignal des letzten
Addierers (411) der vertikale Luminanz-Schätzwert Y V (i, l) gemäß
Gleichung (6) ist. Ein weiterer algebraischer Addierer 412 im
Filter gemäß Fig. 4 bildet die Differenz zwischen X (i, l) und
dem Luminanz-Schätzwert Y V (i, l). Eine Prüfung von Gleichung (6)
zeigt, daß diese Differenz gleich dem vertikalen Chrominanz-
Schätzwert C V (i, l) ist. Beide Schätzwerte werden der Entscheidungsschaltung
204 über die Leitungen 207, 208 zugeführt.
Ein Horizontalfilter 203, das die Gleichung (11) erfüllt, ist
genauer in Fig. 5 dargestellt. Das Filter besitzt fünf Eingänge
501-505, die je zu einem Eingang eines zugeordneten Multiplizierers
506-510 führen. Der Eingang 504 nimmt das Signal X (i, l)
vom Ausgang des Verzögerungselementes 302 in Fig. 3 auf und der
Eingang 505 das Signal X (i+2, l) vom Ausgang des Verzögerungselementes
301. An den Eingängen 501 und 502 stehen der Luminanz-
bzw. Chrominanzwert des (i-2)-ten Elementes der l-ten Zeile an.
Diese Werte sind mit (i-2, l) und (i-2, l) bezeichnet, wobei ""
besagt, daß die Werte im Falle der unten besprochenen verzögerten
Zerlegung vorläufige Werte sind. Am Eingang 503 steht der
Luminanzwert des (i-1)-ten Elementes der l-ten Zeile an. Die
drei letztgenannten Eingangssignale (501, 502, 503) werden von der
Entscheidungsschaltung 204 über die Leitungen 209, 210, 211 in
Fig. 2 geliefert.
Gemäß Gleichung (11) weisen die Multiplizierer 507, 510 Koeffizienten
⅛ auf. Der Multiplizierer 509 besitzt einen Koeffizienten
¼, der Multiplizierer 506 einen Koeffizienten ⅜ und
der Koeffizient des Multiplizierers 508 (der nur zur Parallelität
benötigt wird) ist 1. Die Ausgangssignale der Multiplizierer
werden in einer Folge von Addierern 511-514 algebraisch
kombiniert. Die Addierer addieren die Ausgangssumme der Multiplizierer
507-510 und subtrahieren von der Summe das Ausgangssignal
des Multiplizierers 506. Das Ausgangssignal des letzten
Addierers (514) ist der in Gleichung (11) definierte horizontale
Luminanz-Schätzwert Y H (i, l). Ein zusätzlicher algebraischer
Addierer 515 im Filter gemäß Fig. 5 bildet die Differenz zwischen
X (i, l) und dem Luminanz-Schätzwert X H (i, l). Eine Prüfung
von Gleichung (11) zeigt, daß diese Differenz gleich dem horizontalen
Chrominanz-Schätzwert C H (i, l) ist. Beide Schätzwerte
werden der Entscheidungsschaltung 204 über Leitungen 211, 213
zugeführt.
Ein Gesamtblockschaltbild der Entscheidungsschaltung 204 zeigt
Fig. 6. Der Zweck dieser Schaltung besteht darin, wie oben angegeben,
festzustellen, welcher der Luminanz- und Chrominanz-
Schätzwerte der "beste" ist. Diese Feststellung kann einfach dadurch
erfolgen, daß die Differenz zwischen den vertikalen und
horizontalen Voraussagewerten jeder Komponente und den Komponentwerten
der Bildelemente "nahe" dem jeweils verarbeiteten
Element verglichen wird. In diesem Zusammenhang wird für "nahe"
oder benachbarte Elemente zur Vereinfachung angenommen, daß sie
a) für Luminanz-Voraussagewerte das Element unmittelbar vor dem
gerade verarbeiteten Element und das Element unmittelbar oberhalb
des bearbeiteten Elements und für b) Chrominanz-Voraussagewerte
das Element, das dem gerade bearbeiteten Element um zwei
Abtastwerte vorausgeht, und das Element umfassen, das unmittelbar
oberhalb des bearbeiteten Elementes liegt. Es sei jedoch
darauf hingewiesen, daß auch andere Definitionen von "nahe" verwendet
werden können, und daß die Beziehung zwischen den Schätzwerten
und den benachbarten Werten, die die Entscheidungsschaltung
steuert, nicht auf eine einfache algebraische Differenz beschränkt
ist, sondern von einem Quadrat der Differenzen oder
anderen gewünschten Funktionen abhängen kann.
Nach einer Feststellung, welche Vorhersagewerte die "besten"
sind, können die gewählten Luminanz- und Chrominanzwerte unmittelbar
am Ausgang der Entscheidungsschaltung gemäß Fig. 6 ausgegeben
werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt,
eine vorläufige oder Versuchs-Entscheidung zu treffen
und dann nachfolgende Voraussagewerte auf der Grundlage verschiedener
Kombinationen der früheren Werte in der gleichen
Zeile auszuwerten, bevor die Entscheidung endgültig getroffen
wird. Dieser Lösungsversuch, der oben als verzögerte Zerlegung
bezeichnet worden ist, läßt sich mit mehreren Verzögerungswerten
ausführen, wobei jeder Wert eine Verzögerung von
einem Abtastintervall erfordert. Demgemäß werden die Ausgangssignale
der Entscheidungsschaltung gemäß Fig. 6 mit Y (i-L, l)
und C (i-L, l) bezeichnet, wobei L eine ganze Zahl ist, die die
Anzahl der verwendeten Abtastwert-Intervallverzögerungen angibt.
Für L=0 (keine Verzögerung) erfolgt eine Entscheidung zwischen
zwei Wahlmöglichkeiten, nämlich den Ausgangssignalen des
horizontalen und vertikalen Filters. Für L=1 (Verzögerung um
einen Abtastwert) stehen vier Wahlmöglichkeiten zur Verfügung,
d. h., zwei Wahlmöglichkeiten für den augenblicklichen Abtastwert
kombiniert mit zwei Wahlmöglichkeiten für den vorhergehenden
Abtastwert. Für L=2 (Verzögerung um zwei Abtastwerte) stehen
acht Wahlmöglichkeiten zur Verfügung, d. h., der (i-2)-te Abtastwert
kann zwei mögliche Werte besitzen, der (i-1)-te Abtastwert
kann vier mögliche Werte besitzen und der (i)-te Abtastwert
kann acht Werte haben. Allgemein ist die Anzahl der möglichen
Variationen gegeben durch 2 L+1.
In Fig. 6, die für den allgemeinen Fall einer Verzögerung von
L Abtastwerten ausgelegt ist, sind die Eingangssignale der
Entscheidungsschaltung der horizontale und vertikale Luminanz-
Schätzwert von den Ausgängen 207, 212 in Fig. 2 sowie der horizontale
und vertikale Chrominanz-Schätzwert von den Ausgängen
208, 213 in Fig. 2. Die Ausgangssignale sind Y (i-L, l) und C (i-L, l)
die in Fig. 2 mit 230 bzw. 231 bezeichnet sind.
Die Luminanz-Schätzwerte Y (i, l) und Y H (i, l) werden einem Luminanzspeicher
601 und einer Signaländerungsschaltung 610 (die
beide später beschrieben werden sollen) zugeführt, und zwar abhängig
von der Stellung eines ersten Folgeschalters 620. Entsprechend
werden der eine oder andere Chrominanz-Schätzwert
C V (i, l) und C H (i, l) abhängig von der Stellung eines zweiten
Folgeschalters 601 einem Chrominanzspeicher 602 und der Änderungsschaltung
610 zugeführt. Die Schalter 620, 621 werden vom
Ausgangssignal des niedrigstelligen Bits eines Zustandszählers
630 gesteuert, der einen nachfolgend beschriebenen binären Zählwert
liefert. Die Schalter wechseln daher gemeinsam zwischen
den gezeigten Stellungen.
Der Zustandszähler 630 kann als Binärzähler aufgebaut werden,
der von 0 bis 2 L+1 zählt. Für L=2 würden die Ausgangssignale
des Zählers also lauten 000, 001, 010, 011, ...111. Ein vollständiger
Zählzyklus tritt während jedes Abtastintervalls des
zu zerlegenden Signals auf, und eine geeignete Synchronisation
zwischen dem zusammengesetzten Videosignal und dem Zähler 630
wird nach einem der dem Fachmann bekannten Verfahren erreicht.
Der Luminanzspeicher 601 und der Chrominanzspeicher 602 in
Fig. 6 nehmen Luminanz- und Chrominanzwerte vorhergehender Abtastwerte
auf und enthalten Verzögerungselemente und Register,
die später beschrieben werden sollen. Beiden Speichern werden
Eingangssignale vom Zustandszähler 630 zum Zwecke der Zeitsteuerung
zugeführt. Der Luminanzspeicher 601 liefert zusätzlich
zu dem zerlegten Luminanzwert Y (i-L, l) am Ausgang 230 noch die
Werte (i-2, l), (i-1, l) und Y (i, l-1) auf den Leitungen 501, 503
und 401, die die Filter in Fig. 4 und 5 benötigen. Zusätzlich
werden die Luminanzwerte der benachbarten Elemente (Y(i, l-1) und
(i-1, l)) vom Speicher 601 zur Änderungsschaltung 610 gegeben.
Auf entsprechende Weise liefert der Chrominanzspeicher 602 zusätzlich
zu dem zerlegten Chrominanzwert C (i-L, l) am Ausgang 231
die Werte (i-2, l) und C (i, l-1) auf den Leitungen 502 und 402,
die die Filter in Fig. 4 und 5 benötigen. Außerdem werden die
Chrominanzwerte der benachbarten Elemente C (i, l-1) und (i-2, l)
vom Speicher 602 zur Änderungsschaltung 610 übertragen. Man beachte,
daß der Chrominanzwert des "vorhergehenden" Elements als
C (i-2, l) und nicht als C (i-1, l) angesehen wird, da früher angenommen
worden war, daß abwechselnde Abtastwerte des zusammengesetzten
Signals X (t) die Information C₁ und C₂ enthalten.
Die Signaländerungsschaltung 610, die später genauer beschrieben
werden soll, ist so ausgelegt, daß sie die Differenz zwischen
jedem Schätzwert für den Luminanz- und Chrominanzwert des
gerade verarbeiteten Bildelementes und dessen Nachbarn entsprechend
der obigen Definition berechnet. Das Ausgangssignal der
Schaltung 610 wird als Änderungs- oder Fehlerwert E K (i) bezeichnet,
wobei K die Zustandszahl vom Zähler 630 ist. Dieses
Ausgangssignal wird an einen Änderungsspeicher 611 und eine
Minimum-Änderungsschaltung 612 gegeben. Der Speicher 611 ist erforderlich,
weil jeder Schätzwert für die Luminanz- und Chrominanzkomponenten
sequentiell mit den Werten der benachbarten Elemente
verglichen wird, und das Ergebnis einer Berechnung während
der anderen Berechnungen gespeichert werden muß. Außerdem können
bei verzögerten Zerlegungen die Werte der benachbarten Elemente
selbst noch nicht endgültig sein, so daß eine Vielzahl von Änderungswerten
gespeichert werden muß. Der Änderungsspeicher 611
liefert außerdem ein Ausgangssignal 614 zur Änderungsschaltung
610, das den vorhergehenden Fehler-wert Ê J (i-1) angibt, der zum
augenblicklichen Fehlerwert zwecks Berechnung von E K (i) addiert
wird. Die Minimum-Änderungsschaltung 612 führt, wie oben beschrieben,
eine laufende Aufzeichnung der Fehlerausgangswerte
der Änderungsschaltung 610, um festzustellen, welcher Schätzwert
zur kleinsten Änderung oder zum kleinsten Fehler führt. Das Ausgangssignal
613 der Schaltung 612 wird als "beste Zahl" entsprechend
dem Schätzwert bezeichnet, der zur kleinsten Änderung
führt. Dieses Ausgangssignal, das eine Binärzahl zwischen 0 und
2 L+1 -1 ist, wird den Speichern 601, 602, 611 zugeführt. Die Änderungsschaltung
612 liefert außerdem an die Änderungsschaltung
610 über die Ausgangsleitung 615 den minimalen Fehlerwert
E min (i-1), der für den vorhergehenden Abtastwert berechnet worden
ist. Dies geschieht, damit bei verzögerten Zerlegungen lange
Ketten oder Fehler "normalisiert" werden, indem ein minimaler
Fehlerwert subtrahiert wird, wodurch unnötige Überlastungen vermieden
werden. Beide Schaltungen 611 und 612 erhalten Zeitsteuerungssignale
vom Zustandszähler 630.
Der Aufbau des Luminanzspeichers 601 und des Chrominanzspeichers
602 hängen vom Verzögerungswert L ab, der in der Zerlegungsvorrichtung
nach der Erfindung benutzt wird. Offensichtlich lassen
sich bessere Ergebnisse erzielen, wenn die Zerlegungsentscheidung
um mehrere Abtastintervalle verzögert wird, so daß alle Kombinationen
von Versuchszerlegungen geprüft werden können, um festzustellen,
welche die beste ist. Jede Vergrößerung der Verzögerung
führt jedoch zu einer Zunahme der Kompliziertheit und der
Aufwendungen, da sich der Speicherbedarf generell als Funktion
von 2 L erhöht. Zur Erläuterung sollen die Speicher 601, 602 zuerst
für den Fall beschrieben werden, daß keine Verzögerung benutzt
wird (L=0) und dann für den Fall, daß die Verzögerung L=2
beträgt.
In Fig. 7 ist ein Luminanzspeicher für L=0 gezeigt. Der Speicher
erhält sein Eingangssignal (i, l) vom Schalter 620 in Fig. 6,
wobei das Eingangssignal, wie oben angegeben, den Wert Y V (i, l)
hat, wenn das Ausgangssignal des niedrigstelligen Bits vom Zustandszähler
630 "0" ist, und den Wert Y H (i, l), wenn das Ausgangssignal
eine "1" ist. Dieses Eingangssignal wird über einen
Schalter 701 an ein erstes Register 702 oder ein zweites Register
703 gegeben. Die Stellung des Schalters 701 wird ähnlich
wie die des Schalters 702 vom Ausgangssignal des niedrigstelligen
Bits des Zustandszählers 630 gesteuert, so daß das Register
702 den Wert Y V (i, l) im Zustand "0" und das Register 703 den
Wert Y H (i, l) im Zustand "1" speichern. Während des Zustands 2
wird der beste Luminanz-Schätzwert aus den Registern 702 oder
703 gelesen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Ausgangssignal
"beste Zahl" von der Minimum-Änderungsschaltung 612 auf der
Leitung 613 in einem Register 704 gespeichert und die Stellung
eines Wahlschalters 705 während des Zustandes 2 entsprechend dem
gespeicherten Wert gesteuert wird. Gemäß Fig. 7 ist der Schalter
705 so eingestellt, daß er den Wert Y V (i, l) über den Schalter
705 zu einer Verzögerungsschaltung 706 führt. Dies setzt
voraus, daß der vertikale Schätzwert bei diesem Beispiel der
beste war.
Das Verzögerungselement 706 enthält zwei in Reihe geschaltete
Verzögerungsschaltungen 706, 708 für einen Abtastwert gefolgt von
einer Verzögerungsschaltung 709 für 906 Abtastwerte. Das Eingangssignal
des Verzögerungselements 706 ist das gewünschte
Filterausgangssignal Y (i-L, l), daß dem Ausgangssignal 230 in
Fig. 2 entspricht (bei diesem Beispiel gilt L=0, so daß
Y (i-L, l) = Y(i, l) ist). Das Ausgangssignal der Schaltung 707
ist (i-1, l) entsprechend dem Ausgangssignal 503 in Fig. 2,
während die Ausgangssignale der Schaltungen 708, 709 gleich
(i-2, l) und (i, l-1) entsprechend den Ausgangssignalen 501
bzw. 401 in Fig. 2 sind.
Der Chrominanzspeicher 602 ist nicht im einzelnen gezeigt. Er
kann jedoch identisch wie der Luminanzspeicher gemäß Fig. 7 aufgebaut
sein.
Für den Fall L=2 kann der Luminanzspeicher gemäß Fig. 8 ausgelegt
sein. Allgemein gesagt, weist der Luminanzspeicher eine
Anzahl von Registern 801-805, 810-812, 815 und 816 auf, die so
ausgelegt sind, daß die jeweils einen einzigen Luminanz-Schätzwert
speichern. Die Register sind in Stufen angeordnet, die zu
einer baumartigen Anordnung verbunden sind. Im einzelnen weist
bezüglich der horizontalen Filterschätzwerte die erste Stufe
die Register 802-805, die zweite Stufe die Register 810-811 und
die dritte Stufe das Register 816 auf. Für vertikale Schätzwerte
beinhalten die erste, zweite und dritte Stufe die Register 801,
812 bzw. 815.
Die Register 802-805 in der ersten Stufe sind mit den Registern
810 und 811 in der zweiten Stufe über zwei Schalter 808, 809 verbunden,
deren Stellungen vom Ausgangssignal "beste Zahl" gesteuert
werden, das von der Minimum-Änderungsschaltung 612 kommt
und in einem weiteren Register 807 gespeichert ist. Entsprechend
sind die Register der zweiten Stufe mit dem Register 816 in der
dritten Stufe über einen Schalter 814 verbunden, der ebenfalls
vom Inhalt des Registers 807 gesteuert wird. Die Register 815,
816 der dritten Stufe sind mit einem Verzögerungselement 820
über einen Schalter 817 verbunden, der ebenfalls unter Steuerung
der gespeicherten "besten Zahl" steht. Die Register 801, 812,
815 sind in Reihe geschaltet.
Die Register 801-805 in der ersten Stufe nehmen auf eine unten
beschriebene Weise die Versuchswerte für Y V (i, l) und Y H (i, l) auf
der Grundlage verschiedener Kombinationen von Werten für frühere
Abtastwerte auf. Entsprechend nehmen die Register 810-812 in
der zweiten Stufe die Versuchswerte für Y V (i-1, l) und Y H (i-1, l)
auf der Grundlage verschiedener Kombinationen früherer Werte auf.
Die zweite Stufe besitzt drei Register, da der frühere Abtastwert
Y (i-2, l) einen von zwei möglichen Werten haben kann (nämlich
einen Vertikalfilterwert und einen Horizontalfilterwert),
und jeder dieser beiden Werte kann wiederum zu zwei Werten von
(i-1, l) führen (nämlich einem Vertikalfilterwert und einem Horizontalfilterwert).
Demgemäß sind insgesamt vier Werte von
(i-1, l) möglich. Beide Vertikalfilter-Ausgangssignale sind jedoch
identisch, so daß die Ergebnisse in drei Registern 810-812
gemäß Fig. 8 gespeichert werden können. Die erste Stufe weist
fünf Register auf, da jeder der vier möglichen Werte von
(i-1, l) einen Vertikal- und einen Horizontalfilterwert für
(i, l) verursacht, so daß insgesamt acht mögliche Werte vorhanden
sind. Alle vier Vertikalfilterwerte sind jedoch identisch,
so daß die Ergebnisse in fünf Registern 801-805 gespeichert werden
können. Diese Werte sind bezeichnet mit Y V (i, l) und
Y H1 (i, l) bis Y H4 (i, l). Die zur Berechnung von Y H1 bis Y H4 verwendeten
Eingangssignale sind in der folgenden Tabelle I angegeben:
Am Ende eines jeden Abtastintervalls wird der Inhalt der Register
so verschoben, daß die Register 801-805 mit neuen Werten
gefüllt werden, während die gespeicherten Werte bestimmter Register
in der ersten Stufe zu den Registern 810-812 der zweiten
Stufe geschoben werden. Der im Register 812 gespeicherte Wert
ist Y V (i-1, l), während die in den Registern 810, 811 gespeicherte
Werte Y H1 (i-1, l) bzw. Y H2 (i-1, l) sind. Auf entsprechende Weise
werden am Ende jedes Abtastintervalles die Register 810-812 mit
neuen Werten gefüllt, während die gespeicherten Werte bestimmter
Register in der zweiten Stufe zu den Registern 815, 816 der dritten
Stufe geschoben werden. Der im Register 815 gespeicherte
Wert ist mit Y V (i-2, l) bezeichnet, während der Wert im Register
816 Y H (i-2, l) ist. Gleichzeitig führt der Schalter 818 entweder
Y V (i-2, l) oder Y H (i-2, l) an eine Verzögerungsschaltung 820.
Das oben beschriebene Verschiebungsverfahren läßt sich am besten
verstehen, wenn man die Arbeitsweise der Schaltung zu einem gegebenen
Zeitpunkt betrachtet, zu dem der Abtastwert Y (i, l) verarbeitet
wird. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt eine Entscheidung
für den (i-2)-ten Abtastwert, wenn der Schalter 817 entweder
Y V (i-2, l) oder Y H (i-2, l) wählt. Gleichzeitig können nachfolgende
Schätzwerte, die den nicht gewählten Wert benutzt haben, gelöscht
werden. Wenn beispielsweise Y V (i-2, l) für (i-2, l) gewählt
wird, dann kann entsprechend der obigen Tabelle der Wert
Y H2 (i-1, l) gelöscht werden, da er auf der jetzt fehlerhaften
Annahme beruhte, daß (i-2, l) = Y H (i-2, l) ist. Der Schalter 814
führt also Y H 1 (i-1, l) vom Register 810 zum Register 816. Wenn
Y H (i-2, l) gewählt wird, dann gilt das Umgekehrte, so daß die
Stellung der Schalter 817 und 814 im Gleichschritt gesteuert
wird.
Wenn Y H2 (i-1, l) gelöscht ist, so ergibt eine Prüfung der Tabelle I
außerdem, daß Y H3 (i, l) und Y H4 (i, l) gelöscht werden können,
da beide Werte unter der Annahme berechnet worden sind, daß
(i-2, l) = Y H (i-2, l) ist. Dies wird erreicht, wenn der Schalter
808 Y H2 (i, l) vom Register 803 zum Register 811 und der Schalter
809 Y H1 (i, l) vom Register 802 zum Register 810 führt, wobei
diese Werte die festgehaltenen Werte sind. Die Schalter 808, 809
arbeiten also im Gleichschritt untereinander und mit den Schaltern
814 und 817.
Wenn der Stand des Zustandszählers 630 zwischen 0 und 7 ist,
so werden die unterschiedlichen Werte aus (i-l) durch die
Filter gemäß Fig. 4 und 5 berechnet und die Filterausgangssignale
werden in die entsprechenden Register 801-805 der
ersten Stufe durch eine entsprechende Einstellung eines Schalters
806 mit mehreren Stellungen gegeben. Im einzelnen ist
während der Zustände 0, 2, 4, 6 der Schalter 806 mit einem einzelnen
Register 801 verbunden, da der Wert des Vertikalelements
Y V (i, l) nicht von den Werten der vorhergehenden Abtastwerte
der gleichen Zeile abhängt (vergl. Gleichung (6)). Während
der Zustände 1, 3, 5, 7 gibt der Schalter 806 Y H1 (i, l) bis
Y H4 (i, l) in die Register 802 bis 805. Außerdem werden während
der Zustände 0 bis 7 die Änderungswerte für jedes der Filterausgangssignale
unter Verwendung der Werte für (i, l) und
(i-2, l) berechnet, und zwar unter Steuerung der Luminanz- und
Chrominanzspeicher-Schalter 830 und 831. Im einzelnen setzt
während der Zustände 0, 1, 2, 3 der Schalter 831 den Wert (i-2, l)
auf V (i-2, l), indem er das Register 815 mit der Leitung 501
verbindet. Während der Zustände 4, 5, 6, 7 setzt der Schalter 831
den Wert (i-2, l) auf Y H (i-2, l), indem er das Register 816 mit
der Leitung 501 verbindet. Während der Zustände 0, 1, 4, 5 setzt
der Schalter 830 den Wert (i-1, l) auf Y V (i-1, l), indem er das
Register 812 mit der Leitung 503 verbindet. Während der Zustände
2 und 3 ist (i-1, l) =Y H ₂(i-1,l) und während der Zustände 6 und
7 ist (i-1, l) = Y H2 (i-1, l). Die Leitungen 501 und 503 liefern
also die richtigen Eingangssignale für die Filter gemäß Fig. 4
und 5 und die Signaländerungsschaltung gemäß Fig. 9. Nach der
Berechnung der verschiedenen Werte (i, l) und den entsprechenden
Änderungsberechnungen bestimmen die Schalter 808, 809, 814, die,
wie oben angegeben, im Gleichschritt durch den im Register 807
gespeicherten Wert gesteuert werden, welche der gespeicherten
Luminanzwerte aufbewahrt werden. Außerdem wählt der Schalter
817 den Wert Y (i-L, l) (in diesem Beispiel Y (i-2, l)), der als der
beste Schätzwert für das Luminanzsignal festgestellt worden
ist, und gibt ihn an das Verzögerungselement 820, das in diesem
Beispiel eine Verzögerungsschaltung 818 mit einer Verzögerung
von 906 Abtastwerten aufweist. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung
818 ist der Wert Y (i, l-1) auf der Leitung 401.
Der Chrominanzspeicher 602 kann wiederum identisch wie der gerade
beschriebene Luminanzspeicher 601 aufgebaut sein.
Die Signaländerungsschaltung 610 in Fig. 6 kann entsprechend
der Darstellung in Fig. 9 ausgelegt sein. Wie oben gesagt, hat
diese Schaltung den Zweck, die Differenz zwischen einem bestimmten
Schätzwert ( (i, l) und (i, l)) für die Luminanz- und
Chrominanzkomponenten eines gegebenen Abtastwertes und dem
Wert von Abtastwerten "nahe" dem gegebenen Abtastwert zu bestimmen.
In diesem Zusammenhang wurde angenommen, daß zwei naheliegende
Abtastwerte vorhanden sind, nämlich der (i-1, l)-te
Abtastwert und der (i, l-1)-te Abtastwert. Gemäß Fig. 9 wird
die Differenz zwischen (i, l) und dem Nachbarabtastwert
Y (i, l-1) im Subtrahierer 901 und die Differenz zwischen (i, l)
und (i-1, l) in einem Subtrahierer 902 gebildet. Entsprechend
wird die Differenz zwischen (i, l) und seinen Nachbarn ( (i-2, l)
und C (i, l-1)) in zwei Subtrahierern 903, 904 gebildet. Abwechselnde
Abtastwerte der Chrominanzkomponenten sind jedoch um
180° außer Phase, so daß der Wert (i, l) zuerst in den Invertern
906, 907 negiert wird. Die Ausgangssignale der Subtrahierer
901 bis 904 gelangen an eine gemeinsame Addierschaltung 905,
die außerdem ein Eingangssignal Ê J (i-1) vom Änderungsspeicher
611 und ein negatives Eingangssignal E min (i-1) von der Minimum-
Änderungsschaltung 612 aufnimmt. Das Ausgangssignal des Addierers
905 ist der gewünschte Änderungswert, normalisiert durch den
Wert E min (i-1), der in Fig. 6 als E K (i) bezeichnet ist. Dieser
Wert wird zurückgeführt sowohl zur Änderungsschaltung 612 als
auch zum Speicher 611.
In dem oben gegebenen Beispiel für L=2 werden die Änderungswerte
E₀ bis E₇ für jeden verarbeiteten Abtastwert berechnet.
Die nachfolgende Tabelle führt die bei der Durchführung dieser
Berechnungen benutzten Werte auf.
Die durch die Schaltung gemäß Fig. 9 berechneten Änderungswerte
müssen für ein Abtastintervall gespeichert werden, so daß eine
laufende Gesamtsumme vorhergehender Änderungen dadurch angesammelt
werden kann, daß der augenblickliche Wert E K (i) zu dem
vorher angesammelten Wert Ê J (i-1) addiert wird. Diese Speicherung
führt der Änderungsspeicher gemäß Fig. 10 durch, für den
L=2 angenommen wird. Bei diesem Beispiel werden die Werte
E₀ (i) bis E₇ (i) dadurch in Register 1000 bis 1007 eingegeben,
daß ein Schalter 1010 entsprechend dem Stand des Zustandszählers
630 eingestellt wird. Während des Zustandes 8 wird die Hälfte
der gespeicherten Änderungswerte zu einer zweiten Gruppe von
Registern 1011 bis 1014 übertragen, und zwar in Abhängigkeit
von der Stellung von Schaltern 1015 bis 1018. Diese Schalter
werden durch die im Register 707 gespeicherte "beste Zahl" gesteuert.
Die verschobenen Änderungswerte entsprechen den Luminanzwerten,
die von der ersten Stufe zur zweiten Stufe von Registern
im Luminanzspeicher gemäß Fig. 8 verschoben werden. Die
weiteren Änderungswerte werden gelöscht, da sie Luminanzwerten
zugeordnet sind, die gelöscht worden sind. Schließlich werden
die festgehaltenen Änderungswerte aus den Registern 1011 bis
1014 über einen Schalter 1020 gelesen, der von allen außer dem
niedrigstelligen Bit des Zustandszählers 630 geteuert wird.
Die Minimum-Änderungsschaltung 612 kann entsprechend der Darstellung
in Fig. 11 aufgebaut sein. Generell dient diese Schaltung
einem doppelten Zweck. Zum einen stellt sie fest, welcher
der Fehlerwerte E K (i) der kleinste ist, und zum anderen stellt
sie das diesem Minimalwert zugeordnete Signal "beste Zahl"
fest. Gemäß Fig. 11 wird der Änderungswert E K (i), der durch
die Schaltung in Fig. 9 berechnet worden ist, an einem Speicher
1101 und einem Comparator 1102 angelegt. Der Comparator 1102
vergleicht den augenblicklichen Eingangswert E K (i) mit dem gespeicherten
Wert E min (i) im Register 1101, um festzustellen,
welcher Wert der kleinste ist. Wenn der augenblickliche Eingangswert
kleiner als der gespeicherte Wert ist, dann wird der Wert
von E K (i) der neue Wert E min (i), und zwar aufgrund eines über
die Leitung 1103 an das Register 1101 angelegten Ladesignals.
Demgemäß ist der im Register 1101 gespeicherte Wert immer der
kleinste Wert aus der Serie von Werten E K (i), die an die Schaltung
gemäß Fig. 11 angelegt sind. Der im Register 1101 gespeicherte
Wert wird während des letzten Zustandes des Zustandszählers
630 zu einem Ausgangsspeicher 1104 übertragen, derart,
daß das Ausgangssignal des Speichers 1104 der gewünschte Wert
E min (i-1) ist. Jedesmal dann, wenn der Comparator 1102 ein Ladesignal
auf der Leitung 1103 erzeugt, bewirkt es außerdem, daß
das Ausgangssignal des Zustandszählers 630 an das Register 1105
für die beste Zahl angelegt wird. Im Ergebnis ist am Ende eines
Abtastintervalles die im Register 1105 gespeicherte Zahl die
oben angegebene "beste Zahl".
Wie oben erläutert, beinhaltet das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
der Erfindung bestimmte Konstruktionsmerkmale zum
Zwecke der Erläuterung. Vom Fachmann können jedoch andere Anordnungen
getroffen werden. Beispielsweise ist die Definition
von Bildelementen "nahe" dem jeweils verarbeiteten Element
nicht auf die Elemente oberhalb und links vom jeweiligen Element
beschränkt. Stattdessen können andere Nachbarelemente benutzt
werden und unterschiedliche Bewertungen für unterschiedliche
Elemente gewählt werden, falls dies gewünscht ist. Zusätzlich
braucht eine Entscheidung nicht zwischen den Horizontal-
und Vertikalfilter-Schätzwerten getroffen zu werden, sondern
stattdessen können die Ausgangssignale beider Filter unter
Anwendung eines Bewertungsverfahrens kombiniert werden, bei
welchem die Bewertungen sich abhängig davon ändern, welcher
Schätzwert die kleinste Änderung mit Bezug auf die Werte seiner
Nachbarn erzeugt. Es kann auch eine Hysterie für die oben beschriebene
Entscheidungsschaltung vorgesehen werden, derart,
daß ein Übergang von Horizontal- auf Vertikalfilter-Ausgangssignale
(oder umgekehrt) erst erfolgen kann, wenn ein bestimmter
Schwellenwert für die Differenz zwischen dem für die Komponentenwerte
mit und ohne Übergang berechneten Änderungssignal erreicht
ist.
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Zerlegen eines ein Bild darstellenden Farbvideosignals
in Luminanz- und Chrominanzkomponenten,
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (202, 203) zum räumlichen Filtern des Signals in einer ersten und zweiten Richtung zur Bildung eines ersten und zweiten Schätzwertes der Komponenten für ein bestimmtes Bildelement und
eine Einrichtung (204), die unter Ansprechen auf die vorhergehenden Komponentenwerte einen der Schätzwerte auswählt.
eine Einrichtung (202, 203) zum räumlichen Filtern des Signals in einer ersten und zweiten Richtung zur Bildung eines ersten und zweiten Schätzwertes der Komponenten für ein bestimmtes Bildelement und
eine Einrichtung (204), die unter Ansprechen auf die vorhergehenden Komponentenwerte einen der Schätzwerte auswählt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (202, 203) zum
räumlichen Filtern folgende Bauteile aufweist:
- a) ein erstes Filternetzwerk (202) zur Bildung eines ersten Schätzwertes der Komponentenwerte für einen bestimmten Abtastwert des Videosignals auf der Grundlage der Werte einer ersten Gruppe von anderen Abtastwerten;
- b) ein zweites Filternetzwerk (203) zur Bildung eines zweiten Schätzwertes der Komponentenwerte für den bestimmten Abtastwert auf der Grundlage der Werte einer zweiten Gruppe von weiteren Abtastwerten;
und daß die Einrichtung (204) zur Auswahl der Schätzwerte ein
Entscheidungsnetzwerk (204) aufweist, um entweder den ersten
oder den zweiten Schätzwert auf der Grundlage der Beziehung
zwischen jedem der Schätzwerte und den Werten der vorher zerlegten
Abtastwerte auszuwählen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Abtastwerte einem durch
das zusammengesetzte Videosignal dargestellten Bildpunkt zugeordnet
ist, daß die erste Gruppe von Abtastwerten Bildelementen
zugeordnet ist, die vertikal mit Bezug auf das diesem bestimmten
Abtastwert zugeordnete Bildelement verteilt sind und
daß die zweite Gruppe von Abtastwerten Bildelementen zugeordnet
ist, die horizontal mit Bezug auf das dem bestimmten Abtastwert
zugeordnete Bildelement verteilt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Filternetzwerk
je ein Filter enthält, das ein Polynom für die zugeführten
Abtastwerte liefert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die vorher zerlegten Abtastwerte
Bildelementen zugeordnet sind, die dem Bildelement benachbart
sind, welches dem bestimmten Abtastwert zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Entscheidungsnetzwerk eine
Einrichtung zur Berechnung der Differenzen zwischen jedem der
Schätzwerte und den Abtastwerten aufweist, die den benachbarten
Elementen zugeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist,
die zukünftige Schätzwerte der Komponentenwerte wenigstens eines
dem bestimmten Abtastwert folgenden Abtastwertes auf der Grundlage
jedes der ersten und zweiten Komponenten-Schätzwerte bildet,
und daß das Entscheidungsnetzwerk eine Einrichtung aufweist,
um die Auswirkung jedes der ersten und zweiten Schätzwerte
auf die zunkünftigen Schätzwerte auszuwerten.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß folgende Bauteile vorgesehen sind:
- a) eine Einrichtung zur Speicherung des ersten und zweiten Schätzwertes und der zukünftigen Schätzwerte;
- b) eine Einrichtung zur sequentiellen Bildung der Differenzwerte zwischen jedem der zukünftigen Schätzwerte und den Abtastwerten, die Bildelementen benachbart zu dem nachfolgenden Abtastwert zugeordnet sind;
- c) eine Einrichtung zur Speicherung der Differenzwerte;
- d) eine Einrichtung zum Kombinieren der gespeicherten Differenzwerte, die allen Kombinationen aus den ersten, zweiten und zukünftigen Schätzwerten zugeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filtriereinrichtung so ausgelegt
ist, daß sie alle möglichen Kombinationen von Werten
vorhergehender Komponenten an das Filter gibt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung so ausgelegt
ist, daß sie die Differenz zwischen jedem der Schätzwerte
und vorhergehenden Komponentenwerten von Bildelementen nahe
dem bestimmten Element berechnet.
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