DE2940440C2

DE2940440C2 - Schaltungsanordnung zur Umwandlung von digitalen Chrominanz-Signalen in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale

Info

Publication number: DE2940440C2
Application number: DE2940440A
Authority: DE
Inventors: Franz Dr. 2301 Schönkirchen Kuhn; Wilfried Lippek; Klaus 2300 Kiel Möllgaard; Friedrich Dipl.-Ing. 2305 Heikendorf Redecker
Original assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1984-01-12
Also published as: DE2940440A1

Description

Y'

T* = C₁ arc Un —-

30

gespeichert sind, wobei S die Sättigungs-Signale, T* die Farbton-Signale und X' und Y' die umgewandelten Cnromii.^iz-SignaSe des ausgewählten Quadraruen s· wie ei und C2 konstante Faktoren sind, und d) eine von der Quadranten-Erkennungsstufe (11) gesteuerte Invertierungs-Stufe (13), die mit den Farbtonsignal-Ausgängen des Tabellen-Speichers (12; 12') in Verbindung steht, wobei die Schaltungselemente folgende Funktionen aus- w führen:

oi) Vergleichen der umzuwandelnden Chrominanz-Signale (X; Y) mit vorgebbaren Grenzen IXJ) YJl) in der Ouadranten-Erkennungsstufe (11), um denjenigen Quadranten festzustellen, in dem die umzuwandelnden Chrominanz-Signale (X: Y) liegen und um die digitalen Quadranten-Ker.nummern der festgestellten Quadranten zu markieren: 5T ß) betragsmäßige Differenzbildung in der Transformations-Schaltung (10) zwischen den umzuwandelnden Chrominanz-Signalen (X: Y) und den Grenzwerten (XJl; VV?) ^7I"" Frmittlnntj rfpr auf den aussewählten Quadranten des zweiten Farbkoordinaten-Systems (8) bezogenen, umgewandelten Chrominanz-Signale (X': Y')\ γ) Adressieren des Tabellen-Speichers (12; 12') durch die in der Transformations-Schaltung (10) umgewandelten Chrominanz-Signale (X'; Y') und Auslesen der zugehörigen Sättigungs-Signale (S) und der FarbtomSignale (T*) des ausgewählten Quadranten; &5 δ) invertieren der Farbton-Signale (T*) des ausgewählten Quadranten in der Invertierungs-Stufe (13), falls der festgestellte Quadrant der zweite oder vierte Quadrant ist, und

ε) Ermitteln der Farbton-Signale (T) aus den in der Quadranten-Erkennungsstuie (II) markierten Quadranten-Kennummern und den aus dem Tabellen-Speicher (12; 12') ausgelesenen Farbton-Signalen (T*) des ausgewählten Quadranten, wobei die Quadranten-Kennummern die höchstwertigen Bits und die ausgelesenen Farbton-Signale (T*) des ausgewählten Quadranten die niederwertigen Bits der zu ermittelnden Farbton-Signale f7} darstellen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformations-Schaltung (10) als ein von den jeweils höchstwertigen Bits der digitalen Chrominanz-Signale (X: Y) gesteuerter Inverter für deren niederwertige Bits ausgebildet ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß

a) zwischen der Transformations-Schaltung (10) und dem Tabellen-Speicher (12') eine steuerbare Verschiebe-Stufe (46) zur Stellenverschiebung der umgewandelten Chrominanz-Signale (X': ^angeordnet ist,

b) den Sättigungssignal-Ausgängen des Tabellen-Speichers (12') eine steuerbare Korrektur-Stufe (52) für die Sättigungs-Signale (S) nachgeschaltet ki, um die Stellenverschiebung rückgängig zu machen, und

c) die Steuercirigänge der Verschiebe-Stufe (46) und der Korrektur-Stufe (52) mit einem Steuergenerator (48) verbunden sind, der mit den umgewandelten Chrominanz-Signalen (X': yybeaufschlagt ist.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung von digitalen Chrominanz-Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten-S> stems in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems unter Verwendung eines Digital-Speichers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Koordinatentransformation von Chrominanz-Signalen in Farbton-Signaie und Sättigungs-Signale wird beispielsweise in der DE-OS 29 23 468 angewendet, in der eine Schaltungsanordnung zum Erkennen von Farben beschrieben wird. Dort werden vor der Farberkennung innerhalb eines Farbraumes Farberkennungsräume für die zu erkennenden Karben in einer farbigen Fläche abgegrenzt, indem entsprechende Identifikationssymbole für die Farberkennungsräume in einem Farberkennungs-Speicher abgelegt werden, welche durch Farbkoriiponenten-Tripel adressierbar sind. Während der eigentlichen Farberkennung rufen die durch eine punkt- und zeilenweise optoelektronische Abtastung der zu analysierenden farbigen Flächen gewonnenen Farbkomponenten-Tripel laufend die Adressen des Farberkennungs-Speichers auf, wodurch die dort abgelegten Identifikationssymbole ausgelesen und die Zugehörigkeit der abgetasteten Farben zu den abgegrenzten Farberkennungsräumen festgestellt wird.

Die Farbkomponenten-Tripel können den drei primären Farbmeßwert-Signalen, den Chrominanz- und Luminanz-Signalen oder aber auch den Farbton- und Sättigungs-Signalen entsprechen.

Die primären Farbmeßwert-Signale sind die rechtwinkligen Koordinaten des RGB-Farbraiimes und die Chrominanz- und Luminanz-Signale die entsprechenden rechtwinkligen Koordinaten des Chrorninanz/Luminanz-Farbraumes. Die Farbton-, Sättigungs- und Luminanz-Sign-Ie stellen die Zylinderkoordinaten des Farbton/Sättigungs/Luminanz-Farbraumes dar, wobei die Farbton-Signale die Winkel, die Sättigungs-Signale die Radien und die Luminanz-Signcle die dritten Koordinaten bilden.

Zur Koordinatentransformation ve Chro? "^z-Signalen in Farbton-Signale und SaItIgUn₀S-Si₀I ,.Ie ist in der DE-OS 29 23 46S ein analog arbeitender Funktionsgenerator vorgesehen. Solche analoge ι Funktionsgeneratoren sind aber aufwendig, instaK- und haben nur eine geringe Arbeitsgeschwindigk ..;.

Aus der DE-OS 26 40 823 ist c. ferner bekannt, einen Digital-Speicher durch Farbkomponenten-Tripel zu adressieren.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindur«g liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung von digitalen Chrominanz-Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten-Systems in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems unter Verwendung eines Digital-Speichers anzugeben, mit der eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und Genauigkeit erreicht wird und die mit einer kleinen Speicherkapazität für den verwendeten Digital-Speicher auskommt

Die Erfindung wird anhand der F s g. 5 bis 5 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine räumliche Darstellung des Chrominanz/ Luminanz-Farbraumes und des Farbton/Sättigung/Luminanz-Farbraumes,

F i g. 2 eine Projektion der Farbräume,

F i g. 3 e>n Ausführungsbeispiel für eine digitale Transformations-Schaltung,

F i g 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine digitale Transformations-Schaltung.

F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Kurrektur-Stufe. '

Zur Erläuterung der Koordinaten-Transformation zeigt F i g. 1 ein rechtwinkliges (karthesisches) XYZ-Koordinatensystem ! mit dem Koordinaten-Nullpunkt Po- In dem X VZ-Koordinatensystem 1 ist der Chrominanz-Luminanz-Farbraum 2 aufgespannt. Ein beliebig angenommener Farbort Fhat die Farbkoordinaten X, Y und Z. Die Farbkoordinat^n X und Y entsprechen den Chrominanz-Signalen und die Farbkoordinaten Z dem Luminanz-Signal. Der Chrominanz-Luminanz-Farbraum 2 ist durch die F^rbkoordinaten X_n, Y_n und Z_P

In das rechtwinklige XVZ-Koordinatensystem 3 ist

ein. zylindrisches TSL-Koordinatensystem 3 mit dem Koordinaten-Nullpunkt PO einbeschrieben, der im X YZ- Koordinatensystem 1 die Farbkoordinaten XJ2,

ψ Y_nH und 0 aufweist. Der Winkel T entspricht dem

§ Farbton-Signal T, der Radius S dem Sättigungs-Signal 5

|J und die Koordinate L dem Luminanz-Signal L das mit

K dem Luminanz-Signal im Chrominanz-Luminanz-Farbp raum 2 identisch ist.

I' In dem zylindrischen TSL- Koordinatensystem 3 ist

% der idealisierte Farbton-Sättigungs-Luminanz-Farbff raum 4 als Doppelkegel gestrichelt angedeutet. Durch

den Koordinaten-Nullpunkt PO verläuft die Grauachse 5 mit dem Weißpunkt 6 und dem Schwarzpunkt 7.

F i g. 2 zeigt eine Projektion der räumlichen Koordinatensysteme nach F i g. 1 in die XV-Ebene, wodurch die Koordinaten-Transformation auf ein zweidimensionales Problem zurückgeführt and nunmehr das rechtwinklige XV-Koordinatensysiem i' und das polare TS- Koordinatensystem 4' betrachtet wird, da die Luminanz-Signale L in beiden Koordinatensystemen ohnehin identisch sind.

Durch den Koordinaten-Nullpunkt PO des polaren TSKoordinatensystems 4' verläuft ein gegenüber dem ΑΎ-Koordinatensystem 1', um die Werte XJl und Yn/2 verschobenes -VV^-Koordinatensystem 8. Das ΧΎ-Koordinatensystem 8 unterteilt das polare TS-Koordinatensystem 4' in Richtung aufsteigender Winkel Tin die vier Quadranten 0, I, Il und III. wobei der Winkel T=O auf die λ''-Achse fällt Entsprechend dieser Numerierung sind den einzelnen Quadranten digitale Quadranten-Kennummern a 2-Bit zugeordnet, und zwar dem Quadranten 0 die Quadranten-Kennummer LL, dem Quadranten I die Quadranten K -nnummer LH. dem Quadranten II die Quadranten-K-ennummer HL und dem Quadranten III die Quadranten-Kennummer HH.

Der in der ΑΎ-Ebene projizierte Farbort Fist in dem X'V-Koo-dinatensystem 8 durch die Farbkoordinaten X'und V und in dem polaren TS-Koordinatensystem 4' durch den Winkel Γ und den Radius S gekennzeichnet.

Zur Bestimmung des Winkels T und des Radius 5 eines Farbortes F wird in der Schaltungsanordnung zunächst durch Untersuchung der Farbkoordinaten X und Yfestgestellt, in welchen Quadranten der Farbort F fällt und die betreffende Quadranten-Kennummer markiert, woa-irch die eigentliche Koordinatenumwandlung in vorteilhafter Weise auf einen Haupt-Quadranten, im Ausführungsbeiypiel auf den Quadranten 0, beschränkt ist

Daher können in der Schaltungsanordnung die Farbkoordinaten X' und Y' des zu Untersucheiden Farbortes F betragsmäßig ohne Zusatz eines Vorzeichens aus den entsprechenden Farbkoordinaten X und Vermittelt werden. Danach werden aus den Farbkoordinaten X' und Y' die Radien S bzw. die gesuchten Sättigungs-Signale Snach der Gleichung:

S= C₁VX'² +Y'¹

und der zugehörige Winkel T* zunächst bezogen auf den Haupt-Quadranten 0 (Winkel 0° bis 90°) nach der Gleichung:

T* = c₂ arc tan J₇

berechnet. Im Auaiührungsbeispie! haben Sund T* ein Auflösungsvermögen von 4 Bit, so daß insgesamt sechzehn Radien S und sechzehn Winkel T* pro Quadrant unterschieden werden können, die in F i g. 2 für den Haupt-Qu?dranten 0 angedeutet sind.

Die Winkel Tbiw. die gesuchten digitalen Farbton-Signale Tfür a|le vier Quadranten (Winkel 0° bis 360°) . ergeben sich aus dem berechneten Winkel T* h 4 Bit und der vorangestellten markierten Quadranten-Kennummer ä 2 B>t, so daß bei einer Wortlänge von 6 Bit insgesamt vierundsechszig Winkel bzw. Farbton-Signale Tunterschieden werden können.
Wurde beispielsweise der Winkel T* = HLLL (45°)

und die digitale Quadranten-Kennummer !.//(Quadrant I) ermittelt, so ergibt sich der tatsächliche Winkel Γ« LHHLLL(\35^C). In F i g. 2 sind einige charakteristische Winkel T ais 6-Bit-Worte angegeben, und zwar LLLLLL=O"; LLHLLL=45°; LHLLLL±90°; LHHLLL=135°; MLLLLL^iSO"; HLHLLL=225" und HHLLLL^270"'.

Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine digitale Koordinateniransformations-Schaliüng zur Umrechnung der digitalen Chrominanz Signale Xund Vtn die digitalen Farbton-Signale T und die digitalen Sättigung«. Signale 5. Die Koordinatentransformations-Schaliung besteht aus einer Invertierungs-Stufe 10. einer Quadranten-Erkennungssiufe 11. einem Tabellen-Speicher 12 und aus einer weiteren Invertierungs-Stufe 13.

Die digitalen C hrominanz-Signale X und Y mögen im Ausführungsbeispiel eine Wortlänge von jeweils 8 Bit aufweisen, wobei die einzelnen Bits mit kleinen Buchstaben bezeichnet und deren Wertigkeiten durch Indizes angegeben sind. Bei der 8-Bit-Auflösung sind die Endwerte im ΛΎ-Kcordinatensystem I X_n= Y_n= 255 und somit X,J2 = YJl = 127

Die höchstwertigen Bits (MSB) %i und yi der Chrominanz-Signale X und V auf den Leitungen 14 und 15 werden in einem Exklusiv-ODER-Tor 16 und einem Inverter 17 der Quadranten-Erkennungsstufe 11 logisch ausgewertet. Die Ausgangssignale U und is der Quadranten-Erkennungsstufe 11 auf den Leitungen 18 und 19 bilden die digitalen Quadranten-Kennummer ä 2-Bit derjenigen Quadranten, in welrhe die zu untersuchenden Farborte Ffallen. Die Ausgangssignalc U und U, sind gleichzeitig die höchstwertigen Bits der zu bestimmenden digitalen Farbton-Signale T.

Wie aus Fig.2 ersichtlich ist. liefern die Werte X> 128 und X< 128 eine Aussage darüber, ob der zu untersuchende Farbort F rechts (Quadrant 0: III) oder links (Quadrant !: II) der Y -Achse und die Werte Y> 128 und Y< 128 die entsprechende Aussage, ob der Farbort F oberhalb (Quadrant 0: I) oder unterhalb (Quadrant II. Ill) der X'-Achse liegL Die betreffenden Quadranten werden durch Untersuchung der jeweils höchstwertigen Bits (MSB) «7 und yi nach folgender Tabelle festgestellt:

X > 123 α χ, = //(Quadrant 0 oder IH)
X < 128 α χ_Ί = L (Quadrant I oder II)

Y > 128

Y < 128

= //(Quadrant 0 oder I)
= L (Quadrant II oder H

Diese Beziehungen werden in dem Exclusiv-ODER-Torl6 und dem Inverter 17 der Quadranten-Erkennungsstufe 11 nach folgender Wahrheitstabelle ausgewertet:

MSB	Jh	Q-K-Nr.	'5	Quadrant
*7	H	U	L
H	H	L	L	0
L	L	H	H	I
L	L	L	H	Π
H	H	m

In der Invertierungs-Stufe 10 werden gemäß Fig.2 die digitalen Farbkoordinaten X'und Vdes X'Y'-Koordinatensystem 8 betragsmäßig ohne Zusatz eines Vorzeichens ermittelt.

Dazu werden die restlichen Bits (LSB) xo bis Xe des digitalen Chrominanz-Signals X in der Invertierungs-Stufe 10 auf eine erste Gruppe von sieben Exklusiv-ODER-Tore 20 bis 26 und die entsprechenden restlichen Bits ya bis yi des digitalen Chrominanzl-Signals Y auf

ίο eine zweite Gruppe von weheren sieben Exklusiv-ODER-Toren 27 bis 33 gegeben. Alle Exklusiv-ODER-Tore 20 bis 26 der ersten Gruppe sind mit einem Inverter 34 verbunden, in dem das höchstwertige Bit (MSB) Xr des digitalen Chrominanz-Signals X invertiert wird. Alle Exklusiv-ODER-Tore 27 bis 33 der zweiten Gruppe sind an einem weiteren Inverter 35 angeschlossen, welcher das höchstwertige Bit (MSB) yi des digitalen Chrominanz-Signals Y invertiert. Die Bits x'o bis x'f, an den Ausgängen der Exklusiv-ODER-Tore 20 bis 26 bzw. die Bits y'o bis y'_b an den Ausgängen der Exkll· ODER-Tore 27 bis 33 bilden die digitalen Farbkoordinaten X' und Y' des verschobenen XT-Koordinatensystems 8 nach F i g. 2.

Mit Hilfe der Exklusiv-ODER-Tore 20 bis 26 bzw. 27 bis 33 erfolgt eine von den höchstwertigen Bits (MSB) χ? bzw. yi gesteuerte Invertierung oder Nichtinvertierung aller ni'derwertigen Bits (LSB) *o bis X₆ bzw. y_n bis y_b der digitalen Chrominanz-Signale X und Y nach den Tabellen:

L H

X₀ bis X₆
X₀ bis x₆

L H

y₀ b's Λ
y₀ bis y_b

(Π)

(10)

AO Ist beispielsweise das höchstwertige Bit xr = L liegt der entsprechende Farbort Firn Quadranten I oder II. und die Farbkoordinaten X' berechnen sich gemäß F i g. 2 nach der Beziehung X'= X- 127. die im digitalen Bereich durch Weglassen des höchstwertigen Bits (MSB) und Invertierung aller niederwertigen Bits (LSB) realisiert wird. Ist dagegen xj — H. befindet sich der Farbort F im Quadranten 0 oder III. und die zugehörigen Farbkoordinaten X'ergeben sich nach den Gleichungen X '=128 -X. die im digitalen Bereich

so durch Weglassen des höchstwertigen Bits (MS8) und Nichtinvertierung aller niederwertigen Bits (LSB) gelöst wird. Auf dieselbe Weise wird das Bit yi ausgewertet

Die in der Invertierungs-Stufe 10 gewonnenen digitalen Farbkoordinaten X' und V"ä 7 Bit rufen über die Leitungen 36 die 14-Bit-Adressen des Tabellen-Speichers 12 auf. Im Tabellen-Speicher 12 mit einer Speicherkapazität von 16 K χ 8 ist für jede XT- Wertekombination ein 4-Bit-Farbtonwert T* /Vobis fs) und ein 4-Bit-Sättigungswert S(so bis S3) abgespeichert, die nach den angegebenen Gleichungen (1) und (2) für den Hauptquadranten berechnet wurden. Somit können in Abhängigkeit der X'Y'-Wertekombinationen sechzehn digitale Sättigungswerte S und sechzehn digitale Farbtonwerte T* pro Quadrant aus dem Tabellenspeieher 12 abgerufen werden.

Die aus dem Tabellen-Speicher 12 ausgelesenen Farbtonwerte T* bilden die niederwertigen Bits (to bis /3) und die in der Quadranten-Erkennungsstufe 11

' gewonnenen Quadranten-Kennummern (U und fs) die hochwertigen Bits der gesuchten digitalen Farbton-Signale Tmit einer Wortlänge von 6 Bit.

Falls der zu untersuchende Farbort Firn Quadranten I oder ill liegt, werden die digitalen Farbton-Signale T* in der Invertierungs-Stufe 13 invertiert, die mit dem Ausgang 37 des Tabellen-Speichers 12 verbunden ist iPie Invrrtierungs-Stufe 13 besteht aus vier Exklusiv_fpDER-rpren 39 bis 42, welche über einen weiteren ^Inverter 43 vom Ausgangssignal U der Quadranten-Erkennungsstufe 11 gesteuert Werden.

Durch die gesteuerte Invertierung wird erreicht, daß die Farbtonsignaie Γ* von 0 bis 63 bzw. die Winkel von 0 bis 360° von Quadrant zu Quadrant stetig ansteigen.

F i g. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Koordinatentransformations-Schaltung.

Während der Tabellen-Speicher 12 bei der Ausführungsform nach F i g. 3 eine Kapazität von 16 K χ 8 Bit aufweist, hat der Tabellen-Speicher 12' in Fig.4 eine geringere Kapazität, z. S. von 1 K χ 8 Bit. Die geringere Kapazität hat unter anderem den Vorteil, daß die Zugriffszeit kürzer und damit die Arbeitsgeschwindigkeit der Koordinatentransformations-Schaltung größer ist

Während die in der Invertierungs-Stufe 10 gewonnenen Farbkoordinaten X' und Y' nach wie vor als zweimal 7-Bit-Informationen vorliegen, können bei dem kleinen Tabellen-Speicher 12' nur zweimal 5-Bit-Adressen ausgewählt werden. In diesem Falle müssen die niederwertigen Bits der Farbkoordinaten X' und Y' unberücksichtigt bleiben, was aber zu einer ungenauen Koordinatenumwandlung führen würde. Zur Verbesserung der Genauigkeit, insbesondere bei der Berechnung der digitalen Farbton-Signale Taus kleinen Farbkoordinatenwcrten X' und Y\ ist dem Tabellen-Speicher 12' eine steuerbare Verschiebe-Stufe (46) (Shifter) vorgeschaltet Mit der Verschiebe-Stufe 46 wird eine aufwärts gerichtete Stellenverschiebung der Farbkoordinaten X' und Y'gemäß einer Multiplikation um einen Faktor »a« durchgeführt, wodurch die Anzahl der Stellen, um die verschoben wird, von Wertebereichen A. Bund Cfür die digitalen Farbkoordinaten X'und Y'abhängig ist Nach der Stellenverschiebung wird der Tabellen-Speicher 12' nicht mehr durch die Farbkoordinaten X' und Y', sondern von den vergrößerten Farbkoordinaten A"'=aX' und Y"=aY' adressiert In diesem Falle ergeben sich die digitalen Farbton-Signale T* und die Sättigungs-Signale Snach den Beziehungen:

(12)

S= C₁ α VX'²+Y'¹

nY

T* = c₂ arc tan —

(13)

Die Wertebereiche A, B und C sind in der F i g. 2 für den Quadranten I eingetragen. In den Wertebereich A fallen kleine, in den Wertebereich # mittlere und in den Wertebereich C große Werte von X' und T.

Im Wertebereich A stellt die Verschiebe-Schaltung 46 folgende Verbindungen her:

(14)

Die digitalen Farbkoordinaten X' und 1" werden um zwei Stellen aufwärts geschoben (o = 4). Die niederwertigen Bits Xq und x[ sowie jtJ undy{ werden ausgewertet. Die hochwertigen Bits x& und x$ sowie ^' und y£ werden nicht berücksichtigt, da sie ohnehin 0 sind.

Im Wertebeieich B stellt die Verschiebe-Schaltung 46 folgende Verbindung her:

Xi

(15)

Die digitalen Farbkoordinaten X' und Y' werden um

eine Stelle aufwärts geschoben (α = 2). In diesem Fall gehen jeweils nur die niederwertigen Bits xö und J₀' der Farbkoordinaten verloren. Ihre hochwertigen Bits χξ, nnayi können unberücksichtigt bleiben, da sie 0 sind.

Im Wertebereich C werden durch die Verschiebe-Schaltung 44 folgende Verbindungen hergestellt:

Xi	— Y" A₉	*Vt VIl*
Xs	*-Xi'*	*'s h*
Xi	*-xr*	*Vl _ VII* *'A '2*
Xi	*Vlr*	*Vl V"* ^Y3 ί I
Xi	*— Y"*	*η - Yö*
χι		Yl
Xi		Yi

(16)

Die digitalen Farbkoordinaten X' und Y' werden geradeaus durchgeschaltet («?= 1) und die niederwertigen Bitsx'oundx'i sowie yO und y\ abgeworfen.

Als Verschiebe-Stufe 46 kann beispielsweise ein integrierter Four-Bit-Shifter vom Typ Am25S10 der Firma Advanced Micro Devices. Ina Verwendung finden. Diese Bausteine werden von 2-Bit-Verschiebebefehlen Vi und V₂ an einen Steuereingang 47 nach folgender Tabelle gesteuert:

Wertebereich Verschiebung

Verschiebe-Befeh!
K₁ V₁

2x
Ix
0

H L L

L H L

(17)

10

Die Wertebereiche A, Sund Ckönnen durch die Bits xU. t\. χ '<·. y\. y\ und y'_b der digitalen Farbkoordinaten A'und V"definiert werden. Diese Bits adressieren einen Festwertspeicher 48 (PROM) nach einer Verknüpfung der Bits x't, und y'_b in einem ODER-Tor 49 über die Adresseneingänge 50. In dem Festwertspeicher 48 sind die Verschiebebefehle V₁ und V₂ in Abhängigkeit der Wertebereiche A. B und C gespeichert. Diese Verschiebebefehle gelangen über eine Leitung 51 an die Steuereingänge 47 der Verschiebe-Stufe 46.

Wie aus den angegebenen Gleichungen (12) und (13) hervorgeht, ergeben sich fär die Wertebereiche A und B digitale Sättigungs-Signale 5, die um den Faktor »a« zu groß sind und korrigiert werden müssen. Aus diesem Grunde ist dem Ausgang 38 des Tabellen-Speichers 12' eine entsprechende Korrektur-Stufe 52 nachgeschaltet, die ebenfalls von den Verschiebebefehlen Vi und V₂ auf den Leitungen 51 über die Sleuereingänge 53 gesteuert wird. Die Korrektur-Stufe 52 nimmt eine abwärts gerichtete Stellenverschiebung vor. die einer Division durch den Faktor »a« entspricht.

Die Korrektur-Stufe 52 kann entweder als Verschiebe-Siufe (Shifter), die in ihrer Wirkungsweise der Verschiebe-Stufe 46 entspricht, oder aber gemäß F i g. 5 ausgebildet sein.

Anstelle des Tabellen-Speichers 12 in F i g. J mit einer Kapazität von 16 K χ 8 Bit oder des Tabellen-Speichers 12' in Fig.4 mit eintr Kapazität von 1Kx8Bit könnten selbstverständlich auch zwei getrennte Tabel-Ien-Speicher mit jeweils ΐέ Kx4ßit bzw. 1 Kx4Bit verwendet werden, w^bei in dem ersten Tabellenspeicher die digitalen Farbton-Signale 7"und in dem zweiten Tabellenspeicher die digitalen Sättigungssignale S abgespeichert sind. ■·'

In diesem Falle könnte eine Variante der in Fig.4 dargestellten Koordinaten-Transformations-Schaltung darin bestehen, daß nur dem ersten Tabellenspeicher die Verschiebe-Schultung 46 vorgeschaltet wird, während der zweite Tabellenspeicher direkt von der Invcrtierungs-Stufe 10 adressiert wird. Dann müßten allerdings jeweils die niederwer.'igen Bits AO und χΊ sowie y'o und y'\ der Farbkoordinaten X' und Y' abgeworfen werden, wodurch die Koordinatenberechnung ungenauer wird. Die Variante hätte aber den Vorteil, daß eine Korrektur der Sättigungs-Signale S entfallen könnte. Die Rundung des Ergebnisses könnte mit in den zweiten Tabellenspeicher einprogrammiert werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Korrektur-Stufe 52 zeigt F ig. 5.

Die Korrekturstufe 52 besteht im wesentlichen aus vier steuerbaren Gattern 54 bis 57 und aus einem programmierbaren Festwertspeicher 58 (PROM).

Die Gatter 54 bis 57 (z. B. Vom Typ SN74LS244 der Firma Texas Instruments) stehen mit den Ausgängen 38 des Tabellen-Speichers 12' in Verbindung. Die Gatter weisen 3-State-Aüsgänge auf. deren Zustände von Einern Freischalt-Eingang 59 derart gesteuert werden, daß die Leitungen bei einem log. »L« am Freischalt-Eingang 59 durchgeschaltet (Ausgang ni«?derohm:g) und bei einem log. »H« gesperrt (Ausgang hochohmig)sird.

Der Festwertspeicher 58 (z. B. vom Typ SN743288) mit einer Kapazität von 32 χ 8 Bit weist ebeifu'ls 3-State-Ausgänge auf. deren Zustande von einem FreischaltEingang 61 her gesteuert werden. Da sowohl die Gatter als auch der Festwertspeicher 3-State-Ausgänge aufweist, können die Ausgangsleitungen unmittelbar verbunden werden.

Der Festwenspeicher 58 hat zwei Speicherbereiche ä 16 Bit. in denen jeweils die durch <) = 4 bzw. j = 2 dividierten und gegebenenfalls gerundeten Daten des Tabellen-Speichers 12' abgelegt sind. Diese Daten werden über vier der 5-Bit-Adreß-Eingänge 60. die mit den Ausgängen 38 des Tabellen-Speichers 12' verbunden sind, angewählt. Die Auswahl des Speicherbereiches erfolgt über den fünften Adreß-Eingang 60'.

Die Steuereingänge 53 der Korrektur-Stufe 52. an denen die Verschiebebefehle V, und V> erscheinen, stehen über ein ODER-Tor 63 mit dem Freischalt-Eingang 59 der Gatter 54 bis 57 1 id -ber einen Inverter 64 mit dem Freischalt-Eingang 61 des Festwertspeichers 58 in Verbindung. Der Adreß-Eingang 60' des Festwertspeichers 58 ist mit dem Verschiebebefehl Vi als Steuerbit beaufschlagt.

Die Wirkungsweise der Korrekturstufe 52 ist folgende. Für den Fall. daB in der Verschiebe-Schaltung 46 keine Stellenverschiebung stattgefunden hat (siehe Tabelle 17: V₁=V₂=ZJl sind die Gatter 54 bis 57 durchgeschaltet. und es findet keine Korrektur der aus dem Tabellen-Speicher 12' ausgelesenen digitalen Sättigungs-Signale 5* statt. Falls aber in der Verschiebe-Schaltung 46 eine Stelienverschiebung um »1« oder »2« durchgeführt wurde (Tabelle 17; V₁ = W oder L: V₂ = L oder H). sind die Gatter 54 bis 57 gesperrt und die Ausgänge 62 des Festwertspeichers 58 wirksam. Dann adressieren die aus dem Tabellen-Speicher 12' ausgelesenen digitalen Sättigungs-Signale S* den Festwertspeicher 58 und der Verschiebebefehl Vj am Adreß-Eingang 60' entscheidet als Steuerbit darüber, ob die durch den Faktor »2« oder »4« dividierten und damit korrigierten Sättigungs-Signale 5 aus dem Festwertspeicher 58 ausgelesen werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

29 40 Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Umwandlung von digitalen Chrominanz-Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten-Systems in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems unter Verwendung eines Digitalspeichers, gekennzeichnet durch

IO

a) eine Transformations-Schaltung (10), welche mit den digitalen Chrominanz-Signalen (X: Y) beaufschlagt ist.

b) eine Quadramen-Erkennungsstufe (II), welche mit den hochwertigen Bits der digitalen \> Chrominanz-Signale (X: ^beaufschlagt ist

c) einen adressierbaren Tabellen-Speicher (12; i2'), dessen Adresseacingänge an die Ausgänge der Transformations-Schaltung (10) angeschlossen sin^ und in dem die Sättigungs-Signale und Farbton-Signale eines ausgewählten Quadranten in Abhängigkeit von umgewandelten Chrominanz-Signalen (X'; Y') des ausgewählten Quadranten nach den Funktionen:

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