DE2847738A1

DE2847738A1 - Verfahren zur reduzierung von stoerungen durch farbnebensprechen

Info

Publication number: DE2847738A1
Application number: DE19782847738
Authority: DE
Inventors: Heinz Hess
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1978-11-03
Filing date: 1978-11-03
Publication date: 1980-05-08
Also published as: NL7908061A; GB2035751B; DE2847738C2; GB2035751A

Description

El.-Kr. 1875/78
31.10.1978 ίΈ/PLI/Sz/Hö

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Verfahren zur Reduzierung; von Störungen durch ffarbnebensprechen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem aus dem Buch von H. Schönfelder:"Farbfernsehen 2", Justus von Liebig-Verlag, 1966, S. 118 - 122, bekannten Verfahren wird in den Leuchtdichtekanal eines PAL-Goders ein Kerbfilter geschaltet. Durch das Kerbfilter geht jedoch ein Teil der Schärfeinformation verloren, so daß die Bildauflösung vermindert wird. Weiterhin entstehen durch Gruppenlaufzeitfehler des Kerbfilters Überschwinger im Leuchtdichtesignal, die 'die Bildqualität reduzieren. Außerdem wurde festgestellt, daß die selektive Wirkung des Kerbfilters bei bestimmten Bildvorlagen nicht

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ausreichend ist.

Eine Verbesserung wird mit einem in der britischen Patentschrift 849 81 beschriebenen Verfahren erzielt. Eei diesem Verfahren werden Komponenten des Leuchtdichtesignals an den Stellen im Frequenzspektrum, welche von den später hinzugefügten Komponenten des modulierten Farbartsignals eingenommen werden, mit einem Kammfilter abgesenkt. Da Kammfilter jedoch sehr aufwendig sind und Auflösungsverluste bei der Bildwiedergabe weiterhin feststellbar sind, wurden PAL-Coder bisher nicht mit einem Kammfilter im Leuchtdichtekanal ausgerüstet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nur die Störkomponenten im Frequenzspektrum eines Leuchtdichtesignals unterdrückt werden, die zu relevantem Farbnebensprechen (Gross-Golor) führen.

Auf der Empfängerseite werden die im PAL-Parbfernsehsignal übertragenen Komponenten Leuchtdichte und Farbart mit konventionellen Filtern getrennt. Bei der Trennung sprechen unvermeidbar Spektralanteile des Leuchtdichtesignals in das Farbartsignal über. Es wurde erkannt, daß im Leuchtdichtesignal farbnebensprechenverursachende Störkomponenteh, welche in Richtung der V-Modulationsachse eines PAL-modulierten Farbträgers liegen, systembedingt reduziert werden. Infolge der zeilenalternierenden Umschaltung der V-Farbdifferenzsignale sowie durch die integrale Wirkung der PAL-

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Laufzeitleitung werden die Störkomponenten in V-Richtung weitgehend ausgelöscht. Die in einem Farbfernsehbild durch Nebensprechen sichtbaren störenden Farbsäume sind auf Störkomponenten zurückzuführen, die in Richtung der U-Modulationsachse eines gemäß dem PAL-Standard modulierten Farbträgers liegen. Spektralanteile im Leuchtdichtesignal, die in Richtung der V-Modulationsachse liegen und die kein Farbnebensprechen hervorrufen, werden nunmehr unbeeinflußt übertragen. Das Leuchtdichtesignal kann somit ohne größere Auflösungsverluste zur Darstellung gebracht werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß durch eine einfache Synchrondemodulation des Leuchtdichtesignals in Richtung der U-Modulationsachse des PAL-Farbträgers die oben beschriebenen Störkomponenten in Richtung der U-Modulationsach.se abgeleitet werden können. Nach einer Frequenzumsetzung dieser abgeleiteten Störkomponenten in den ursprünglichen Basisbandbereich und einer anschließenden Subtraktion vom Leuchtdichtesignal werden Störungen durch Farbnebensprechen in einer einfachen Weise reduziert.

Eine weitere Vereinfachung läßt sich dadurch erzielen, daß zur Frequenzumsetzung der abgeleiteten Störkomponenten in den Basisbandbereich die in einem PAL-Coder bereits vorhandenen Stufen, wie U-Modulator mit vorgeschaltetem Tiefpaß, doppelt genutzt werden können. Es ist lediglich erforderlich, die abgeleiteten Störkompo-

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nenten mit umgekehrter Polarität dem zu modulierenden Farbdifferenzsignal U zuzusetzen.

Zeichnung

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung mit .Figuren näher beschrieben und erläutert. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung;

Fig. 2 Amplituden-Frequenz-Gänge zur Erläuterung des Blockschaltbildes und

Fig. 3 Vektor-Diagramme zur Erläuterung des Hockschalt bildes.

Beschreibung der Erfindung

Beim PAL-Farbfernsehsystem wird ein Farbträger mit den Farbdifferenzsignalen U und V quadraturmoduliert. Zur Verringerung der Auswirkung von Phasenfehlern wird die V-Modulationsachse zeilenfrequent um 180° umgeschaltet. Ein PAL-Coder enthält üblicherweise einen Leuchtdichte- und einen Farbartkanal, die über eine Addierstufe zusammengeführt sind. In dem Farbartkanal wird das Farbdifferenzsignal V mit einem V-Modulator und das Farbdifferenzsignal U mit dem U-Modulator moduliert. Dem U-Modulator wird ein Farbträger mit der Phasenlage 0° und dem V-Modulator ein Farbträger mit der zeilenalternierenden Phasenlage von +_ 90 zugeführt.

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In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines PAL-Coders dargestellt, der durch Stufen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergänzt worden ist. In dem Blockschaltbild sind nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Stufen eingezeichnet. Dabei wird über eine Klemme 1 ein Leuchtdichtesignal Y einem Synchron— Demodulator 2 zugeführt, dem eine Addierstufe 3» ein Tiefpaßfilter 4 und ein Modulator 5 nachgeschaltet sind. Dem Synchrondemodulator 2 und dem Modulator 5 wird ein an einer Klemme 6 liegendes Farbträgersignal f_scrr zugeführt, dessen Phasenlage mit der U-Modulationsachse eines gemäß dem PAL-Standard modulierten Farbträgers übereinstimmt, wobei eine Phasenfeineinstellung mit dem Phasendrehglied 13 erfolgen kann. Ein weiterer Eingang (Klemme 7) der Addierstufe liegt an dem videofrequenten Farbdifferenzsignal U ., . An Eingängen einer weiteren Addierstufe liegt das mit einer Verzögerungsstufe 14 laufzeitangepaßte Leuchtdichtesignal Y, das von den Stufen 2 bis 5 übertragene Signal und weitere Signale an einer Klemme 9» z. B. das farbträgerfrequente Farbdifferenzsignal V. Am Ausgang der Addierstufe 8 mit Klemme 10 ist ein codiertes PAL-Farbfernsehsignal abgreifbar.

In dem Synchrondemodulator 2 wird das an der Klemme 1 liegende Leuchtdichtesignal Y, dessen Amplituden-Frequenzgang in der Fig. 2a dargestellt ist, mittels des an Klemme 6 liegenden Farbträgersignals f_scU in Richtung der U-Modulationsachse demoduliert. Das am Ausgang des Synchrondemodulator^ 2 erhaltene Signal enthält die Störkomponenten, die nach der eingangs beschriebenen Erkenntnis in relevantem Maße Farbnebensprechen verursachen. Diese Störkomponenten werden in invertierter

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Form zu dem Farbdifferenzsignal U addiert. Der entsprechende Amplitudenfrequenzgang des durch Addition und einer anschließenden Tiefpaßfilterung gewonnenen Signals zeigt die Fig. 2b. Durch eine anschließende Amplitudenmodulation mit Trägerunterdrückung in dem Modulator 5 wird das am Ausgang des Tiefpaßfilters 4-abnehmbare Signal in den Frequenzbereich des Farbträgers f ,j transport iert, wodurch sich für die Störkomponenten wieder die ursprüngliche Basisbandlage ergibt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in einem PAL-Coder ohnehin vorhandenen Stufen 4·, 5i 8 und 14 zur Umsetzung des videofrequenten Farbdifferenzsignals U in ein farbträgerfrequentes Farbdifferenzsignal mehrfach genutzt. Die in Richtung der U-Modulationsachse liegenden Störkomponenten können durch eine Subtraktion mit dem Farbdifferenzsignal U zusammengefaßt werden, so daß eine getrennte Umsetzung der Störkompor· nenten in den Farbträgerbereich und anschließender Subtraktion vom Leuchtdichtesignal Y entfallen kann. Fig. 2d zeigt den resultierenden Frequenzgang, der sich ergibt, wenn die Komponenten subtrahiert sind, die relevante Cross-Color-Störungen verursachen.

In der Figur 3^a ist eine komplexe Ebene dargestellt. In dieser Ebene ist auf der Ordinate die V-Modulationsachse und auf der Abzisse die U-Modulationsachse aufgetragen. Ein im 1. Quadranten der komplexen Ebene dargestellter Vektor einer beliebigen Leiichtdichtespektrallinie soll sich mit der Winkelgeschwindigkeit^ GO bewegen. Eine Projektion des Vektors auf die U^-Achse ent-

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spricht einer Demodulation in Ii-Richtung. Ein Vektor mit dem Ausdruck

/|.do.S (UJ₀ t^ OJ )t

wird durch Demodulation in einen resultierenden Vektor A cos4iot umgeformt, entsprechend Αθ03ΐα_ο + Δ ta)t . cos to** =

Im Tiefpaßfilter 4- der Fig. 1 wird das obere Seitenband beseitigt. Die Umsetzung der verbliebenen Vektorkomponente 1/2 A cosdict in den ursprünglichen Basisbandbereich erfolgt durch die Multiplikation im Modulator 5 mit dem Farbträger in U-Richtung cos ti» t, wobei , . A Λ iO Ίτ ' CCS U3_pt = -^ COS ((O₀ -Λ ^)t + £ COS[^ο wird. Nach einem Verstärkungsausgleich ergibt sich der folgende Ausdruck für eine Amplitudenmodulation mit Trägerunterdrückung

A[cos (ού_σ -Acc)t -tCasftOo 1-Λ ίο) ύ J ,in welchem der 1. Term dem unteren Seitenband und der 2. Term dem oberen Seitenband entspricht. Fig. 3t> zeigt die entsprechende Vektordarstellung des Ausdrucks. Gemäß Fig. 3c liegt der resultierende Momentanwert des amplitudenmodulierten Signals in Vektorform auf der V-Achse. Bei einer Subtraktion vom Basisbandsignal werden dagegen jene Signalkomponenten erzeugt, die in Richtung der V-Achse liegen.

Zusätzlicher Aufwand in einem PAL-Goder entsteht lediglich durch eine Schaltungsergänzung in Form des Synchron demodulator 2. Bisher eingesetzte Farbträgerfallen und Allpässe bzw. Kammfilter zur Reduzierung von Farbnebensprechen können nunmehr entfallen.

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Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich dadurch erzielen, daß das an Klemme liegende Leuchtdichtesignal Y nicht direkt dem Synchrondemodulator 2 zugeführt wird, sondern zunächst in einer Differenzierstufe 11 differenziert wird und nachfolgend in einem Schwellendetektor 12 in der Amplitude bewertet wird. Diese Signalbehandlung führt dazu, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wirkende "Farbträgerfalle" bei kleinen Signalamplituden im Leuchtdichtesignal· Y nicht wirkt. Es wurde festgestellt, daß bei kleinen Signalamplituden im Leuchtdichtesignal auch nur kleine Störkomponenten generiert werden. Diese kleinen Störkomponenten verursachen nur geringes Farbnebensprechen. Aus Gründen der Optimierung und zur Vermeidung von Auflösungsverlusten bei der Bildwiedergabe ist es zweckmäßig, diese kleinen Störkomponenten nicht zu berücksichtigen.

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Claims

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Ansprüche

\%l Verfahren zur Reduzierung von Störungen durch Farbnebensprechen bei der Übertragung eines PAL-Fernsehsignals, bei welchem coderseitig Spektralkomponenten im Leuchtdichtesignal abgesenkt werden, die im Frequenzbereich eines hinzuzufügenden farbträgerfrequenten Farbartsignals liegen, dadurch gekennzeichnet, daß im Leuchtdichtesignal nur die in Richtung der U-Modulationsachse eines gemäß dem PAL-Standard modulierten Farbträgers liegenden Störkomponenten unterdrückt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal mit dem Farbträgersignal für das Farbdifferenzsignal U phasenselektiv demoduliert wird und daß die durch den Demodulationsvorgang erhaltenen Störkomponenten nach einer Frequenzumsetzung in den ursprünglichen Basisbandbereich vom Leuchtdichtesignal subtrahiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Demodulationsvorgang erhaltenen Störkomponenten mit umgekehrter Polarität dem Farbdifferenzsignal ü zugesetzt werden und daß das so gewonnene Signal nach einer Amplitudenmodulation mit unterdrücktem Farbträger dem Leuchtdichtesignal additiv überlagert wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Demodulationsvorgang erhaltenen Störkomponenten und das Farbdifferenzsignal TJ vor einer Frequenzumsetzung in den Farbträgerbereich tiefpaßgefiltert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal in .Richtung der U-Modulationsachse des Farbträgers synchron-demoduliert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal mit einer multiplikativen Mischeinrichtung in Richtung der U-Mo dulationsach.se des Färbträgers demoduliert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal vor der Demodulation differenziert und nachfolgend amplitudenbewertet wird.

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