DE2847738C2

DE2847738C2 - Verfahren zur Reduzierung von Störungen durch Farbnebensprechen

Info

Publication number: DE2847738C2
Application number: DE19782847738
Authority: DE
Inventors: Heinz 6108 Weiterstadt Heß
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1978-11-03
Filing date: 1978-11-03
Publication date: 1982-01-21
Also published as: NL7908061A; GB2035751A; GB2035751B; DE2847738A1

Description

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-Coders 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 ausreichend ist.

Eine Verbesserung wird mit einem in der britischen Patentschrift 8 59 081 beschriebenen Verfahren erzielt Bei 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

Aus der DE-AS 2411296 ist weiterhin eine Schaltungsanordnung zur Dämpfung der Amplitude von Signalanteilen in einem Leuchtdichtesignal, weiche im Frequenzbereich eines hinzuzufügenden Farbsignals liegen, bekannt Die Schaltung enthält eine Einrichtung zur frequenzmäßigen Trennung des Leuchtdichtesignals in einen ersten Signalanteil, bei welchem der Frequenzgang des Leuchtdichtesignals innerhalb des Farbträger-Frequenzbereiches abgesenkt ist und in einen zweiten Signalanteil, bei welchem der Frequenzgang des Leuchtdichtesignals außerhalb des Farbträger-Frequenzbereiches abgesenkt ist. Hiermit werden nun alle Leuchtdichtesignalanteile, welche im Farbträger-Frequenzbereich liegen, also auch solche, die nicht zu Farbnebensprechen führen, im wesentlichen beseitigt. Diese Schaltung ist daher insbes. für SECAM-Signale geeignet, weil beim SECAM-System der Farbträger nicht mit dem Leuchtdichtesignal frequenzmäßig verkämmt ist. Bei Benutzung dieser bekannten Schaltung für PAL-Signale, würde jedoch ein Informationsverlust des Leuchtdichtesignals eintreten.

In der US-PS 37 49 824 ist ferner eine Schaltung mit einem Unterdrückungsfilter für Farbträgersignale im Fernsehempfänger beschrieben, bei welcher ebenfalls immer dann das Leuchtdichtesignal im Farbträger-Frequenzbereich abgesenkt wird, wenn Farbsignale empfangen werden. Auch hierbei tritt der oben beschriebene Nachteil auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, im Verfahren zur Reduzierung von Störungen durch Farbnebensprechen bei der Übertragung eines PAL-Farbfernsehsignals anzugeben, bei dem ein Informationsverlust des Leuchtdichtesignals nicht auftritt.

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 (Cross-Color) führen.

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

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

Durch iüe 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 t/-Modulationsachse des PAL-Farbträgers die oben beschriebenen Störkomponenten in Richtung der tAModulationsachse 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 £/-Modulator mit vorgeschaltetem Tiefpaß, doppelt genutzt werden können. Es ist lediglich erforderlich, die abgeleiteten Störkomponenten mit umgekehrter Polaritat dem zu modulierenden Farbdifferenzsigna! U zuzusetzen.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in der Figurenbeschreibung erläutert. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung,

F i g. 2 Amplituden-Frequenz-Gänge zur Erläuterung des Blockschaltbildes und

Fig.3 Vektor-Diagramme zur Erläuterung des Blockschaltbildes.

Beim PAL-Farbfernsehsystem wird ein Farbträger mit den Farbdifferenzsignalen t/und Vquadraturmoduliert. Zur Verringerung der Auswirkung von Phasenfehlern wird die V-Modulationsachse zeilenfrequent um 180° umgeschaltet. Ein PAL-Coder enthält üblicherweise einen Leuchtdichte- und einen FarbartkaTial, die über eine Addierstufe zusammengeführt sind. In dem Farbartkanal wird das Farbdifferenzsignal V mit einem V-Modulator und das Farbdifferenzsignal U und dem L/-Modulator moduliert. Dem LA-Modulator wird ein Farbträger mit der Phasenlage 0° und dem V'-Modulator ein Farbträger mit dsr zeilenalternierenden Phasenlage von ±90° zugeführt.

In der F i g. 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_scu zugeführt, dessen Phasenlage mit der iZ-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 Uvideo- An Eingängen einer weiteren Addierstufe 8 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 F i g. 2a dargestellt ist, mittels des an Klemme 6 liegenden Farbträgersignals fscu in Richtung der LZ-Modulationsachse demoduliert. Das am Ausgang des Synchrondemodulators 2 erhaltene Signal enthält die Störkomponenten, die nach der eingangs beschriebenen Erkenntnis in relevantem Maße Farbnebensprechen verursachen. Diese Störkomponenten werden in invertierter Form zu dem Farbdifferenzsignal U addiert. Der entsprechende Amplitudenfrequenzgang des durch Addition und einer anschließenden Tiefpaßfüterung gewonnenen Signals zeigt die F i g. 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_scu transportiert, wodurch sich für die Störkomponenten wieder die ursprüngliche Basisbandlage ergibt (Fig. 2c). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in einem PAL-Coder ohnehin

ίο vorhandenen Stufen 4, 5, 8 und 14 zur Umsetzung des viedeofrequenten Farbdifferenzsignals U in ein farbträgerfrequentes Farbdifferenzsignal mehrfach genutzt. Die in Richtung der t/-Modulationsachse liegenden Störkompontnten können durch eine Subtraktion mit dem Farbdifferenzsigna) £/zusammengefaßt werden, so daß eine getrennte Umsetzung der Störkomponenten in den Farbträgerbereich und anschließender Subtraktion vom Leuchtdichtesignal Yentfallen kann. Fig.2d zeigt den resultierenden Frequenzgang, der sich ergibt, wenn die Komponenten subtrahiert sind, die relevante Cross-Color-Störungen verursachen.

In der F i g. 3a ist eine komplexe Ebene dargestellt. In dieser Ebene ist auf der Ordinate die V-Modulationsachse und auf der Abszisse die t/-Modulationsachse aufgetragen. Ein im 1. Quadranten der komplexen Ebene dargestellter Vektor einer beliebigen Leuchtdichtespektrallinie soll sich mit der Winkelgeschwindigkeit Δω bewegen. Eine Projektion des Vekiors auf die L/-Achse entspricht einer Demodulation in U- Richtung.

bo Ein Vektor mit dem Ausdruck

A · cos (ω,, + Δ ω) ι

wird durch Demodulation in einen resultierenden t>5 Vektor A cos A ωt umgeformt, entsprechend

A A

A ■ cos (wo + A(o)l- cos ω,, 1 = — cos Δ tot + — cos (2 ω_η + A ω) ι

Im Tiefpaßfilter 4 der Fig. 1 wird das obere Seitenband beseitigt. Die Umsetzung der verbliebenen Vektorkomponente 1/2 A coszlwi in den ursprünglichen Basisbandbereich erfolgt durch die Multiplikation im Modulator 5 mit dem Farbträger in U-Richtung cos ωό f, wobei

— cos
2

AA

- cos ω,, / = — cos (ω,, · Δ ω) I + — cos (<y₀ + Δ ω) Ι
4

wird. Nach einem Verstärkungsausgleich ergibt sich der folgende Ausdruck für eine Amplitudenmodulation mit Trägerunterdrückung

A[cos(ω,, - Δ ω)/ + cost«,, + Δ ω) I],

in welchem der 1. Term dem unteren Seitenband und der 2. Term dem oberen Seitenband entspricht. F i g. 3b zeigt die entsprechende Vektordarstellung des Ausdrucks. Gemäß F i g. 3c liegt der resultierende Morncntanwert 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-Coder entsteht lediglich durch eine Schaltungsergänzung in Form des Synchrondemodulators 2. Bisher eingesetzte Farbträgerfallen und Allpässe bzw. Kammfilter zur Reduzierung von Farbnebensprechen können nunmehr entfallen.

Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich dadurch erzielen, daß das an

in Klemme 1 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

2n 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reduzierung von Störungen durch Farbnebensprechen in den bei der Farbartkanal-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 tZ-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 phasenseiektiv 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 U zugesetzt werden und daß das so gewonnene Signal nach einer Amplitudenmodulation mit unterdrücktem Farbträger dem Leuchtdichtesignal additiv überlagert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Demodulationsvorgang erhaltenen Störkomponenten und das Farbdifferenzsignal i/vor einer Frequenzumsetzung in den Farbträgerbereich tiefpaßgefiltert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal in Richtung der iZ-Modulationsachse des Farbträgers synchron-demoduliert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal mit einer multiplikativen Mischeinrichtung in Richtung der tZ-Modulationsachse des Farbträgers demoduliert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtdichtesignal vor der Demodulation differenziert und nachfolgend amplitudenbewertet wird.