DE3017932A1 - Vertikaldetailanhebungsschaltung zur verbesserung von bilddetails - Google Patents

Description

RCA 73,432

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Vertikaldetailanhebungsschaltung zur Verbesserung von Bilddetails

Die Erfindung betrifft eine Schaltung, wie sie in einem Farbfernsehempfänger mit einem Kammfilter oder dgl. zur Trennung der Leuchtdichte- und Farbkomponenten eines Farbfernsehsignals verwendet werden kann, und zwar für die Verbesserung der Auflösung eines wiedergegebenen diagonalen oder ähnlichen Bildes aus einem Fernsehsignal, in welchem Vertikaldetailsignalinformation unterdrückt oder angehoben ist.

Bei einem Farbfernsehsystem, wie etwa dem in den Vereinigten Staaten entwickelten System, sind Leuchtdichte- und Farbsignale innerhalb des Videofrequenzspektrums frequenzmäßig ineinandergeschachtelt, wobei die Leuchtdichtekomponenten bei geraden Vielfachen der Horizontalzeilenabtastfrequenz und die Farbkomponenten bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz liegen. Es sind verschiedene Kammfilteranordnungen zur Trennung der frequenz mäßig ineinandergeschachtelten Leuchtdichte- und Farbkomponenten

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des Videosignals bekannt, beispielsweise aus den üS-PSen 4 143 (Erfinder D. D. Holmes) und 4 096 516 (Erfinder D.H. Pritchard) und den dort erwähnten Literaturstellen.

Ein am Leuchtdichteausgang des Kammfilters erscheinendes kammgefiltertes Leuchtdichtesignal· ist über seine gesamte Bandbreite kammgefiltert worden. Die Kammfilterung über den hochfrequenten Bandanteil·, der gemeinsam mit den Farbsignal·komponenten eingenommen wird, hat den gewünschten Effekt der Entfernung der Farbsigna ikomponenten. Eine Ausdehnung dieser Kammfilterung in den niederfrequenten Bandbereich, in weichem keine Gemeinsamkeit mit den Farbsignalkomponenten vorlegt, ist jedoch nicht erwünscht für die angestrebte Entfernung der Farbsignaikomponenten und bewirkt nur eine unnötige Entfernung von Leuchtdichtesignalkomponenten. Komponenten am unteren Ende dieses nicht gemeinsamen Bandes, weiche entfernt werden, beinhaiten Vertikaldetailleuchtdichteinformation. Die Beibehaltung solcher Vertikaldetailinformation ist wünschenswert, um Vertikalauflösungsverluste im Leuchtdichteanteil· des Wiedergabebiides zu vermeiden.

Bei einer Anordnung zur Erhaltung der Vertikaldetailinformation ist ein Tiefpaßfilter an den Ausgang des Kammfiiters angeschlossen, an welchem die kammgefüterte Farbkomponente auftritt. Die obere Grenzfrequenz dieses Filters iiegt unterhalb des von den Farbsignaikomponenten eingenommenen Bandes (beispielsweise gerade unterhalb 2 MHz. Das Fiiter koppel sel·ektiv Signaie unterhat des Farbbandes vom Farbausgang des Kammfiiters zu einer Kombinat ionsschaitung, wo die selektiv ausgekoppelten Signale mit vom Kammfilter kommenden kammgefiiterten Leuchtdichtesignaien summiert werden. Das Kombinationssignal enthält einen kammgefilterten hochfrequenten Anteil (welcher das Frequenzband oberhalb der Grenzfrequenz des Filters einnimmt) und einen nicht kammgefiIterten niederfrequenten Anteil (also mit flachem Verlauf), in dem alle Leuchtdichtesignalkomponenten erhalten sind.

Es ist manchmal wünschenswert, die Vertikaidetaüinformation des Wiedergabebildes anzuheben, indem man zum Leuchtdichtesignal

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einen größeren Anteil des Vertikaldetailsignals wieder hinzuaddiert, als er für die Wiederherstellung des Leuchtdichtesignals in seiner ursprünglichen Form (also mit flachem Amplitudenverlauf) erforderlich wäre. Die zusätzliche Vertikaldetailsignalinformation dient dann der Betonung oder Anhebung der Vertikaldetailinformation, so daß die Bildetailauflösung vergrößert wird. Für Leuchtdichtesignale kleinen Pegels führt eine solche Anhebung jedoch leicht zu störenden sichtbaren Effekten, wenn Rauschstörungen vorhanden sind und zusammen mit der Vertikaldetailinformation des Leuchtdichtesignals in unerwünschter Weise verstärkt werden.

In diesem Falle werden auch eventuell im Videosignal vorhandene Einstellungsunterschiede für jede zweite Zeile, sogenannte ALSUV-Effekte, unerwünscht verstärkt. Dieses ALSUV-Phänomen ist eine Art Störung bei kleinen Signalen, die sich äußert durch Schwankungen des Schwarzpegels des Videosignals von Zeile zu Zeile und die verursacht sein kann beispielsweise durch FehlJustierungen der senderseitigen Signalverarbeitungssysteme. Die ALSUV-Störung ist insbesondere bemerkbar bei Videosignalen kleinen Pegels von etwa 5% der maximal zu erwartenden Videosignalamplitude, und sie führt zu störenden sichtbaren Effekten auf dem Wiedergabebild, die unerwünscht verstärkt werden, wenn eine Vertikaldetailanhebung vorgesehen ist.

Eine Technik, diese unerwünschten Effekte von Störungen und anderen unerwünschten Komponenten eines Videosignals minimal zu halten, wendet ein Verfahren an, das üblicherweise als Signal-"coring" oder Signalunterdrückung kleiner Amplituden bezeichnet wird, wobei Signale kleiner Amplituden (einschließlich Störungen) entfernt werden, wie es etwa im US-Patent 3 715 477 beschrieben ist.

Eine vorteilhafte Anordnung für die Vertikaldetailsignalwiederherstellung und Anhebung praktisch ohne Anhebung von Störsignalkomponenten wie Rauschen und Einstellungsunterschieden für jede zweite Zeile ist in der US-Patentanmeldung Ser. No. 038,202

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(Vertr. Az: RCA 72464) der Erfinder W.A. Lagoni und J.S. Fuhrer mit dem Titel "Video Image Vertical Detail Restoration And Enhancement" beschrieben. Dort ist ausgeführt, daß Vertikaldetailsignale selektiv von dem kammgefilterten Farbausgangssignal eines Kammfilters abgeleitet werden. Eine im Vertikaldetailanhebungsweg vorgesehene nichtlineare Signalverarbeitungsschaltung schneidet die Detailsignale zur Entfernung kleiner Amplituden einschließlich Rauschen aus und hebt durch Verstärkung mäßig große Amplituden zur Anhebung der Vertikaldetailauflösung im Leuchtdichteinhalt des Wiedergabebildes an.

Wird ein Detailsignal mit mäßig großer Amplitude verarbeitet, dann entsteht ein schneller Amplitudenverstärkungsübergang zwischen dem Ausschneidepegel des Detailsignals und dem verstärkten angehobenen Pegel des Detailsignals durch die nichtlineare Verarbeitungsschaltung. Dieser schnelle Übergang, der als Amplitudendiskontinuität im Zeitbereich erscheint, trägt erwünschterweise zur Bildung einer gut definierten Grenze zwischen dem Betriebsbereich, in welchem Detailsignale ausgeschnitten werden und dem Betriebsbereich, in welchem Detailsignale verstärkt werden, bei.

Es sei hier jedoch daran erinnert, daß die durch solche schnellen Übergänge auftretenden Diskontinuitäten störende sichtbare Effekte im Wiedergabebild zur Folge haben können. Insbesondere äußern sich Diskontinuitäten in Auszackungen längs der Kante einer wiedergegebenen Diagonale oder eines ähnlichen Bildmusters. Diese Bildzacken können auch durch den Inhalt eines empfangenen Fernsehsignals bedingt sein, und dann werden die Zacken praktisch durch die Ausschneide- und Verstärkerwirkung der nichtlinearen Vertikaldetail-Signalverarbeitungsschaltung vergrößert. Die hier beschriebene Vertikaldetail-Signalverarbeitungsschaltung verhindert jedoch die sichtbaren Auswirkungen solcher Sägezahnerscheinungen auf ein akzeptables Minimum.

Die Vertikaldetail-Signalverarbeitungsschaltung für Videobilder gemäß der Erfindung ist enthalten in einem System zur Verarbei-

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tung eines Videosignals, das ein Bild darstellende Leuchtdichte- und Farbkomponenten innerhalb eines Frequenzspektrums des Videosignals frequenzmäßig ineinandergeschachtelt enthält. Das System weist ein Kammfilter, welches an einem ersten Ausgang ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal mit Amplitudenspitzen bei ganzzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz und Amplituden vom Wert Null bei ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz liefert. Das Kammfilter liefert ferner an einem zweiten Ausgang ein kammgefiltertes Farbsignal mit Amplitudenspitzen bei ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz und Amplituden-Nullwerten bei geradzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz. Die am zweiten Ausgang des Kammfilters erscheinenden Signale enthalten Signalfrequenzen, welche Leuchtdichte-Vertikaldetailinformation enthalten, die im kammgefilterten Leuchtdichtesignal am ersten Kammfilterausgang fehlen. Eine an den zweiten Ausgang des Kammfilters angeschlossene Filterschaltung läßt selektiv Frequenzen entsprechend der Vertikaldetailsignalinformation hindurch mit Ausnahme von Signalen, welche das Band der Farbsignalfrequenzen einnehmen. Eine Signalübertragungsschaltung überträgt kleine Amplituden der Vertikaldetailsignale mit einer ersten Verstärkung, die größer als Null ist, und mittlerer Amplituden des Vertikaldetailsignals mit einer zweiten Verstärkung, welche größer als die erste ist. Die Signalübertragungsschaltung enthält eine nichtlineare Signalverarbeitungsschaltung und ein Tiefpaßfilter zur Filterung des Ausgangssignals der nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung, damit Signale entfernt werden, welche ein Frequenzband oberhalb der Vertikaldetailsignalfrequenzen einnehmen. Die übertragenen Vertikaldetailsignale werden mit dem kammgefilterten Leuchtdichtesignal vom ersten Ausgang des Kammfilters kombiniert und stellen eine wiedergebildete Leuchtdichtekomponente dar, die anschließend einer Leuchtdichtesignalnutzschaltung zugeführt wird.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Farbfernsehempfängers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine für die Verwendung bei der Anordnung gemäß Fig. 1 geeignete Schaltung;

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Fig. 3 bis 5 Amplitudenkennlinien, wie sie zur Erläuterung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung nützlich sind; und

Fig. 6 bis 8 Signalformen zum Verständnis der Betriebsweise der erfindungsgemäßen Schaltung.

In Fig. 1 liefert eine Quelle 10 eines Farbvideosignalgemisches, das Leuchtdichte- und Farbkomponenten enthält, die Videosignale an den Eingang eines Kammfliters 15 bekannter Ausbildung, wie etwa ein ladungsgekoppeltes Kammfilter gemäß der US-PS 4 096 516. Die Leuchtdichte- und Farbkomponenten liegen innerhalb eines Videosignalfrequenzspektrums frequenzmäßig ineinandergeschachtelt. Die Leuchtdichtekomponente hat eine relativ große Bandbreite (die von Gleichstrom oder Frequenz 0 bis etwa 4 MHz reicht). Der obere Frequenzbereich der Leuchtdichtekomponente ist gemeinsam mit der Farbkompohente, welche einen Farbträger von 3,58 MHz umfaßt, der mit Farbinformation amplituden- und phasenmoduliert ist. Der Amplituden-Frequenzgang des Kammfilters 15 zeigt hinsichtlich der Kammfilterung des Leuchtdichtesignals Spitzenamplituden bei geraden Vielfachen der Horizontalzeilenfrequenz (etwa 15734 Hz) beginnend vom Gleichspannungsbereich bei der Frequenz 0, und Amplitudennullstellen bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz einschließlich der 3,58 MHz-Farbträgerfrequenz. Der Amplituden-Frequenzgang des Kammfilters 15 bezüglich der Kammfilterung der Farbsignale weist Spitzenamplituden bei ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz einschließlich 3,58 MHz und Amplitudennullstellen bei geradzahligen Vielfachen der Zeilenfrequenz auf.

Ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal (Y) vom Leuchtdichteausgang des Kammfilters 15 gelangt über ein Tiefpaßfilter 22 und einen Gewichtungswiderstand 28 an einen Eingang einer Signalkombinationsschaltung 30. Das Filter 22 ist so aufgebaut, daß es alle Farbsignale unterhalb der Grenzfrequenz von 4 MHz passieren läßt und es dient der Entfernung von Störungen und Taktfrequenzkomponenten der Schaltsignale für den Schalterbetrieb des Kammfilters 15, wenn dieses ein ladungsgekoppelter Typ ist.

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Ein kammgefiltertes Farbsignal (C) vom Farbausgang des Kammfilters 15 wird einer Farbsignalverarbeitungsschaltung 64 zur Erzeugung von (fl-Y)-, (B-Y)- und (G-Y)-Farbdifferenzsignalen sowie einem Eingang eines Tiefpaß-Vertikaldetailfilters 35 zugeführt. Die Schaltung 64 enthält ein Filter, welches nur diejenigen Signalfrequenzen vom Kammfilter 15 passieren läßt, die im Band der Farbsignalfrequenz liegen. Das Filter 35 hat eine Grenzfrequenz bei etwa 1,8 MHz und läßt selektiv diejenigen Signalfrequenzen im kammgefilterten Farbsignal vom Ausgang des Kammfilters 15 passieren, welche unterhalb dieser Grenzfrequenz liegen. Die Signalfrequenzen in diesem Bereich stellen Vertikaldetail-Leuchtdichteinformation vor, die im kammgefilterten Leuchtdichtesignal fehlt und im Leuchtdichtesignal wiederhergestellt werden muß, wenn Verluste an Vertikalauflösung im Leuchtdichteinhalt des wiedergegebenen Bildes vermieden werden sollen. Eine solche Vertikaldetailwiederherstellung sowie eine Vertikaldetailanhebung erfolgt wie nachstehend erläutert.

Vertikaldetailsignale vom Ausgang des Filters 35 werden über einen Signalwiederherstellungsweg A, der ein Tiefpaßfilter 42 und einen Gewichtungswiderstand 48 enthält, einem Eingang einer Signalkombinationsschaltung 60 zugeführt. Das Tiefpaßfilter 4 2 hat eine Grenzfrequenz bei etwa 2 MHz. Die Amplitudenübertragungskennlinie des Weges A verläuft linear und hat eine vorgeschriebene Wiederherstellungsverstärkung sowohl für positive als auch für negative Signalpolaritäten. Die Größe der Wiederherstellungsverstärkung entspricht vorzugsweise demjenigen Betrag an Signalverstärkung, welcher bei einem gegebenen System erforderlich ist zur Wiederherstellung kleiner Amplituden der Vertikaldetailkomponente für das Leuchtdichtesignal, so daß ein letztlich wiederhergestelltes Leuchtdichtesignal einen im wesentlichen flachen Amplitudenverlauf bezüglich Detailsignalen kleiner Amplitude aufweist. In diesem Zusammenhang sei gesagt, daß die Größe der Wiederherstellungsverstärkung von verschiedenen Faktoren abhängt, einschließlich der Signalübertragungscharakteristik von Schaltungen, welche zwischen den Ausgang des Kammfilters 15 und eine Leuchtdichte-Signalverarbeitungsschaltung 20 geschaltet

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sind, die die letztlich wiederhergestellten Leuchtdichtesignale verarbeitet, und von den relativen Signalgrößen, wie sie an den Ausgängen des Kammfilters 15 erscheinen, beispielsweise.

Die Vertikaldetailsignale vom Filter 35 werden auch einem Signalverarbeitungsweg B für die Vertikaldetailanhebung zugeführt, welcher in Kaskadenschaltung die Kombination einer nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung 50 mit einem Tiefpaßfilter 52 und einem Signalgewichtungswiderstand 58 enthält. Die im Weg B verarbeiteten Signale werden einem zweiten Eingang der Kombinationsschaltung 60 zugeführt, wo die Vertikaldetailwiederherstellungssignale vom Weg A mit den VertikaldetailanhebungsSignalen vom Weg B kombiniert werden, so daß das gewünschte Übertragungsverhalten am Ausgangssignal entsteht.

Die Kombination des Vertikaldetailfilters 35 mit dem Wiederherstellungsfilter 42 ergibt eine Signalbandbreite im Wiederherstellungsweg A, und die Kombination des Vertikaldetailfilters 35 mit dem Filter 52 führt zu einer Signalbandbreite im Anhebungsweg B, derart, daß Farbsignalfrequenzen stark gedämpft werden.

Bei diesem Beispiel hat das Tiefpaßfilter 52 eine Grenzfrequenz von etwa 1,8 MHz zur Dämpfung von Signalfrequenzen innerhalb und oberhalb des Farbsignalfrequenzbandes. Das Filter 52 dient zur Verbesserung der Bildauflösung insbesondere bezüglich Effekten, die als sichtbare Störungen an Kanten von wiedergegebenen Diagonalmustern sichtbar sind, wie nachfolgend noch im einzelnen erläutert wird.

Die Signalverarbeitungsschaltung" 50 enthält eine Dioden-Signalunterdrückungsschaltung, wie sie grundsätzlich in Fig. 2 veranschaulicht ist, mit Dioden 51 und 53 (beispielsweise vom Typ HP28OO), welche antiparallel zueinander geschaltet sind und jeweils bei entgegengesetzten Signalpolaritäten leiten. Weitere Details der Unterdrückungsschaltung dieser Art können in der US-PS 3 715 477 und in der US-Patentanmeldung Ser. No. 038,100 (Vertr.Az: RCA 73993) von W. A. Lagoni mit dem Titel "Signal

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Processing Circuit Having A Non-Linear Transfer Function" nachgelesen werden.

Die Amplitudenübertragungscharakteristik der Signalverarbeitungsschaltung 50 und auch die Signalübertragungscharakteristik für die am zweiten Eingang der Kombinationsschaltung 60 über den Weg B erscheinenden Signale ist in Fig. 4 gezeigt. Die folgenden Erläuterungen für Signale positiver (+) Polarität gelten auch für Signale negativer (-) Polarität.

Die Unterdrückungs-, Dämpfungs- und Verstärkerschaltungen innerhalb der Schaltung 50 führen zu einer Amplitudenübertragungscharakteristik, also einer Verstärkungscharakteristik, wie sie Fig. 4 zeigt und die drei Bereiche I, II und III entsprechend drei vorbestimmten Bereichen von Vertikaldetailsignalamplituden oder -werten aufweist. Die Unterdrückungsschaltung führt zu einem übertragungsverhalten mit der Verstärkung Null innerhalb eines ersten Bereiches für Signale kleinen Pegels (beispielsweise Signalamplituden von etwa 5% der maximal zu erwartenden Amplitude). Das bedeutet, daß die Unterdrückungsschaltung Signale niedrigen Wertes unterdrückt, so daß sie im Weg B nicht zusammen mit Rauschen und anderen unerwünschten Komponenten angehoben werden können. Die Verstärkerstufe innerhalb der Schaltung 15 verstärkt Vertikaldetailsignale mittlerer Amplitude (beispielsweise Signalamplituden zwischen 5% und 40% der maximal zu erwartenden Amplitude) im Bereich II mit einer Verstärkung von beispielsweise etwa 3, so daß die Vertikaldetailinformation angehoben und der Bildkontrast in diesem Bereich verstärkt wird. Vertikaldetailsignale relativ großer Amplitude (beispielsweise entsprechend Bildern mit hohem Kontrast wie Symbole) werden in ihrer Amplitude verringert oder gedämpft, wie das Amplitudenverhalten im Bereich III zeigt, so daß übermäßiger Kontrast verhindert wird und keine Überstrahlungen der Bildröhre auftreten, welche andernfalls Detailinformation zerstören oder überdecken würden.

Am Ausgang der Kombinationsschaltung 60 tritt ein kombiniertes Vertikaldetailsignal auf, dessen Amplitudencharakteristik der

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Amplitudenübertragungscharakteristik gemäß Fig. 5 entspricht. Diese stellt eine zusammengesetzte übertragungscharakteristik dar, bei welcher diejenige gemäß Fig. 3 (für den Wiederherstellungsweg A) mit derjenigen gemäß Fig. 4 (für den Anhebungsweg B) kombiniert ist. Eine Schaltung mit dieser übertragungsfunktion ist in Fig. 4 dargestellt und in der US-Patentanmeldung Ser. No. 038,015 (Vertr.Az: RCA 73994) des Erfinders W. A. Lagoni mit dem Titel "Controllable Non-Linear Processing Of Video Signals" beschrieben.

Im Bereich I (Vertikaldetailwiederherstellung) ist Vertikaldetai!information niedrigen Pegels in einem genügenden Maße wiederhergestellt worden, um die normale Vertikalauflösung für niedrige Pegel im Leuchtdichteinhalt des wiedergegebenen Bildes beizubehalten. Die Wahl der Wiederherstellungsverstärkung, wie sie durch das Amplitudenübertragungsverhalten im Bereich I gegeben ist (siehe Fig. 1 und 3) erfordert Überlegungen dahingehend, welche Ergebnisse in einem gegebenen Videosignalverarbeitungssystem tragbar sind. Zusätzliche Informationen in dieser Richtung finden sich in der bereits erwähnten US-Patentanmeldung Ser. No. 038,202 (Vertr.Az: RCA 72464) von W.A. Lagoni und J.S. Fuhrer.

Im Bereich II (Vertikaldetailanhebung) ist ein geeignetes Maß an Vertikaldetailanhebung vorgesehen, in dem Signale mittlerer Amplitude zusätzlich soweit verstärkt werden, wie es für die Vertikalauflösung des wiedergegebenen Bildes als günstig angesehen wird. Da die Kleinsignalunterdrückung nur im Anhebungsweg erfolgt und im Wiederherstellungsweg übertragene Signale mit der Wiederherstellungsverstärkung verstärkt worden sind, wird ein Verschmieren des Bildes bei Vertikaldetailinformationen niedrigen Wertes vermieden, und unerwünschte Signalkomponenten kleinen Wertes einschließlich Rauschen und den erwähnten ALSUV-Störungen werden praktisch nicht verstärkt, oder sie werden auf ein akzeptables Minimum gedämpft. Weitere Informationen bezüglich des insgesamt nichtlinearen Verhaltens der Schaltung gemäß Fig. 5 einschließlich des Bereichs III (Vertikaldetail-

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dämpfung) ist in der US-Patentanmeldung Ser. No. 038,203 (Vertr. Az: RCA 72659) von J.S. Fuhrer mit dem Titel "Non-Linear Processing Of Video Image Vertikal Detail Information" beschrieben.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die beschriebene Vertikaldetail-Signalverarbeitungsschaltung nicht durch Änderungen des Gleichspannungspegels im Leuchtdichtesignal beeinflußt wird. Wegen der Art, wie das Kammfilter ein kammgefiltertes Signal durch Anwendung eines subtraktiven Signalkombinationsprozesses ableitet, hat das kammgefilterte Farbsignal eine Gleichspannungskomponente Null. Das Ausschneiden kleiner Signale aus dem vom Farbausgang des Kammfilters gelieferten Vertikaldetailsignal läßt sich daher vorhersehbar um den Ruhegleichspannungspegel am Farbausgang des Kammfilters durchführen, welcher der Mitte des Ausschneidebereichs entspricht. Da der Bezugspegel, um den die Ausschneidung vorgenommen wird, fest vorhersehbar ist, ist der Signalausschneidebereich gut definiert, und dies hilft zu einer guten Definition der erläuterten Wiederherstellungs-, Anhebungs- und Dämpfungsbereiche.

Es sei nun Fig. 6 betrachtet, die eine Kurvenform entsprechend einem Vertikaldetailsignal zeigt, das zu einem ein Diagonal oder ähnliches Bildmuster darstellenden Videosignal gehört, nach der Filterung durch das Filter 35. Diese Kurvenform entspricht einem Vertikaldetailsignal für ein einzelnes Bildelement in einem bestimmten Bildzeilenintervall. Obwohl nur ein einziges Bilddetailelement gezeigt ist, versteht es sich, daß ein dargestelltes Diagonalbildmuster aus einem oder mehreren Bildelementen für jede von mehreren aufeinanderfolgenden Zeilenintervallen besteht, die zeitlich so gegeneinander verschoben sind, daß ein diagonales Bildmuster entsteht. Bei diesem Beispiel tritt eine Vorderflanke des Diagonalsignals zu einem Zeitpunkt T- und eine Rückflanke zu einem späteren Zeitpunkt T» auf.

Fig. 7 zeigt das Detailsignal gemäß Fig. 6 am Ausgang der nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung 50, wobei angenommen ist, daß das Detailsignal eine mittlere Amplitude hat, welche im Be-

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reich II in der beschriebenen Weise angehoben wird. Der vor dem Zeitpunkt T₁ und nach dem Zeitpunkt T„ liegende Signalanteil ergibt sich durch das Ausschneiden mittels der Schaltung 50, wobei kleine Amplituden des Detailsignals gegen übertragung gesperrt sind.

Zum Zeitpunkt T-] der Vorderflanke des Detailsignals, wenn die Amplitude des Detailsignals den Abschneidebereich überschreitet, verstärkt die Schaltung 50 das Detailsignal und führt zu einer Detailverstärkung bis der Spitzenwert des Detailsignals erreicht ist. Die Anhebung wird bis zum Zeitpunkt T₂ vorgenommen, wo die Amplitude des Detailsignals wieder in den Abschneidebereich absinkt. Die schnellen Amplitudenübergänge oder Amplitudendiskontinuitäten "a" und "b" treten zu den Zeitpunkten T.. und T₂ wegen des Unterschiedes im Verstärkungsgrad im Abschneidebereich und im Verstärkungsbereich bei der Detailsignalverarbeitung auf. Diese Diskontinuitäten erscheinen im wiedergegebenen Diagonalbildmuster als störende Sägezähne oder Treppenstufen (also in Form von Zacken) entlang den Kanten des Diagonalmusters.

Die sichtbare Auswirkung solcher Treppenstufen läßt sich mit Hilfe eines Tiefpaßfilters 52 auf ein akzeptables Minimum herabsetzen, welches der Glättung oder Ausmittelung der Stufenform durch Filterung hochfrequenter Signalkomponenten dient, die bei den schnellen Übergängen zu den Zeitpunkten T₁ und T₂ auftreten. Fig.8 zeigt ein Detailsignal nach Filterung durch das Filter 52.

Die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters. 52 (in diesem Falle etwa 1,8 MHz) ist genügend niedrig gewählt, um sichtbare Auswirkungen der Stufen auf ein akzeptables Minimum herunterzudrücken, welches sich einer geeignet großen Bandbreite für die angehobenen Detailsignale sowie mit einer starken Dämpfung der Farbsignalfrequenzen im Detailanhebungsweg verträgt, um eine Verunreinigung der Leuchtdichtesignale mit Farbinformation (beispielsweise in Form von Farbpunktstörungen) zu verhindern. So ist das Filter 32 im wesentlichen für die Sperrung von Frequenzen im Bereich

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der Farbsignalfrequenzen ausgelegt.

Das verarbeitete Vertikaldetailsignal, das am Ausgang der Kombinationsschaltung 60 erscheint, wird in der Schaltung 30 mit dem über das Filter 32 zugeführten kammgefilterten Leuchtdichtesignal summiert. Das Ausgangssignal der Kombinationsschaltung 30 entspricht einer wiederhergestellten Leuchtdichtekomponente im Videosignal, dessen Vertikaldetailinformation in der beschriebenen Weise wiederhergestellt und angehoben ist. Die wiederhergestellte Leuchtdichtekomponente wird anschließend einer Leuchtdichte-Signalverarbeitungsschaltung 32 zugeführt, die ein verstärktes Leuchtdichtesignal Y an eine Matrx 68 liefert, der auch die verstärkten Farbdifferenzsignale von der Farbsignalverarbeitungsschaltung 64 zur Bildung von R-, B- und G-Farbsignalen zugeführt wird, die dann in geeigneter Weise auf die Bildintensitätssteuerelektroden einer Farbbildröhre 70 gekoppelt werden.

Die Signalgewichtungswiderstände 28, 48 und 58 sind so bemessen, daß geeignete Anteile des kombinierten Leuchtdichtesignals und verarbeiteten Vertikaldetailsignals nach ihrer Zusammenfassung einen gewünschten Pegel der Leuchtdichtekomponente ergeben, der letztlich am Ausgang der Kombinationsschaltung 30 erscheint. Die Verzögerungen bei der Signalfortleitung in den Wegen A und B werden mit Hilfe der Signalverzögerungen in den Filtern 42 und 52 ausgeglichen. Auch die Verzögerungen der Signalfortleitung zwischen Leuchtdichteausgang des Kammfilters 15 und erstem Eingang der Kombinationsschaltung 30 auf dem Weg A bzw. Farbausgang des Kammfilters 15 und zweitem Eingang der Kombinationsschaltung 30 über den Weg B werden über die Verzögerungen des Filters 30 bzw. der Filter 35, 42 und 52 im Vertikalsignalweg ausgeglichen.

Wenn in Fig. 1 auch die Signalkombinationsschaltungen 30 und 60 als getrennte Einheiten dargestellt sind, so können diese beiden Signalkombinationsschaltungen auch durch eine einzige Kombinationsschaltung mit drei Eingängen zur Summierung des kammgefil--: terten Leuchtdichtesignals vom Kammfilter 15 mit den Vertikaldetailsignalen, welche über die Wege A und B zugeführt werden, ersetzt werden.

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- Able erse We

Claims (4)

1. PATENTANWÄLTE
   DR. DIETER V. BEZOLD DIPL. ING. PETER SCHÜTZ 301793?

   DSPL. ING.WOLFGANG HEUSLER

   MARIA-THERESIA-STRASSE 22

   Postfach 86 02 60
   D-8OOO MUENCHEN 86

   TELEFON 089/47 69 06 4768 19

   AB SEPT. 198Oi 4 70 60 TELEX 522 638 TELECRAMM SOMBEZ

   RCA 73432/Sch/Vu
   U.S. Ser. No. 038,204
   vom 11. Mai 197 9

   RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

   Patentansprüche

   Verarbeitungsschaltung für Vertikaldetails eines Videobildes darstellende Signale in einem System zur Verarbeitung eines Videosignals, welches ein Bild darstellende Leuchtdichte- und Farbkomponenten in einem Frequenzspektrum des Videosignals frequenzmäßig ineinandergeschachtelt enthält, mit einem Kammfilter, welches an einem ersten Ausgang ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal liefert, das Amplitudenspitzen bei geraden Vielfachen der Zeilenabtastfrequenz und Amplitudennullwerte bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz aufweist und an einem zweiten Ausgang ein kammgefiltertes Farbsignal liefert, das Amplitudenspitzen bei ungeraden Vielfachen der halben Zeilenfrequenz und Amplitudennullstellen bei geraden Vielfachen der Zeilenfrequenz aufweist, wobei die am zweiten Ausgang gelieferten Signale Signalfrequenzen enthalten, welche Leucht-

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   dichte-Bildvertikalinformationen enthalten, die im kammgefilterten Leuchtdichtesignal am ersten Ausgang fehlen, dadurch gekennz eichnet , daß an den zweiten Ausgang des Kammfilters (15) eine Einrichtung (35) angekoppelt ist, welche selektiv für die der Vertikaldetailsignalinformation entsprechenden Frequenzen durchlässig ist außer für die das Band der Farbsignalfrequenzen einnehmenden Signale, daß eine Signalübertragungsschaltung vorgesehen ist, welche kleine Amplituden des Vertikaldetailsignals mit einer ersten Verstärkung und mittlere Amplituden des Vertikaldetailsignals mit einer zweiten Verstärkung, die größer als die erste ist, überträgt und eine nichtlineare Signalverarbeitungsschaltung (50) sowie ein Tiefpaßfilter (52) zur Filterung der AusgangsSignaIe der nichtlinearen Signalverarbeitungsschaltung zur Entfernung von im Frequenzband über den Vertikaldetailsignalfrequenzen liegenden Signalen aufweist, und daß eine Signalkombinationsschaltung (30) die von der Signalübertragungsschaltung übertragenen Signale mit den kammgefilterten Leuchtdichtesignalen vom ersten Ausgang des Kammfilters zu einer Leuchtdichtekomponente kombiniert, die einer Nutzschaltung (32) für das Leuchtdichtesignal zugeführt wird.
2. 2) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (52) die das Farbsignalfrequenzband einnehmenden Signale dämpft.
3. 3) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsschaltung enthält einen ersten Sigrialweg (A, 42) zur übertragung des Vertikaldetailsignals mit einem ersten Verstärkungsgrad, einem zweiten Signalweg (B), der die nichtlineare Signalverarbeitungsschaltung (50) zur Entfernung kleiner Amplituden aus dem Vertikaldetailsignal sowie das Tiefpaßfilter

   (52) enthält, und eine'Signalkombinationsschaltung zur Zusammenfassung der über den ersten und zweiten Signalweg übertragenen Signale.
4. 4) Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzauswahleinrichtung (35) ein Tiefpaßfilter ist. 030047/0882

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