DE3044546A1

DE3044546A1 - Videosignalverarbeitungskreis

Info

Publication number: DE3044546A1
Application number: DE19803044546
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Tokyo Kawamata; Athushi Yokohama Kanagawa Matsuzaki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-11-26
Filing date: 1980-11-26
Publication date: 1981-06-04
Also published as: CA1154152A; FR2470502B1; DE3044546C2; FR2470502A1; GB2065415B; NL8006451A; JPS5675780A; GB2065415A; US4369466A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Videosignalverarbeitungskreis insbesondere für einen Fernsehempfänger.

Wenn ein Videosignal auf die Kathode einer Kathodenstrahlröhre zu deren Ansteuerung gegeben wird, wird der Bildschirm der Kathodenstrahlröhre beim Schwarzwert— bzw. Austastpegel Vl des Videosignals am dunkelsten und bei dessen Weißpegel V2 am hellsten, wie das Diagramm der Fig. 1 zeigt. Wenn der Abschneid- bzw. Schwarzpegel der Röhre gleich dem Austastpegel eines Videosignals gewählt und dessen Gleichspannungskomponente vollständig wiedergewonnen wird, erscheinen Unterschiede der Schwarzabhebungspegel zwischen Stationen (Kanälen) als Unterschiede des Schwarzpegels. Wenn daher die Rundfunkwelle einer bestimmten Station, deren Schwarzabhebungspegel hoch ist, empfangen wird, erscheint schwarz im wiedergegebenen Bild grau. Aus diesem Grund wird in der Praxis bei einem Fernsehempfänger der Gleichspannungsübertragungsfaktor auf 0,5 - 0,9 gesenkt, um Schwankungen des Schwarzpegels zu verringern, die durch Unterschiede des Schwarzabhebungspegels entstehen. Durch diese Methode können jedoch Schwankungen des Schwarzabhebungspegels nicht ausreichend beseitigt werden.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, kann der Pegel eines Videosignals,der der Schwarzseite am nächsten und dieser Näher als ein bestimmter Pegel in der Videoperiode ist, ermittelt werden, der dann als Schwarzpegel gewählt und als Abschneidpegel der Kathodenstrahlröhre eingestellt wird.

Die Annahme, daß der Pegel eines Videosignals in der Videoperiode, der Schwarzseite am nächsten liegt, als schwarz gewählt wird, bedeutet eine Signalverarbeitung, bei der ein Pegel eines Videosignals in einer Horizontalperiode,

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der der Schwarzseite am nächsten liegt, wie die unterbrochene Linie in Fig. 2A zeigt, ermittelt und der ermittelte Pegel auf den Schwarzpegel abgesenkt wird, wie Fig. 2B zeigt. Bei dieser Signalverarbeitung wird jedoch ein Videosignal, dessen mittlerer Bildpegel relativ hoch ist, wie Fig. 3A zeigt, und dessen Pegeländerung gering ist., in ein Videosignal umgewandelt, wie Fig. 3B zeigt, dessen Leuchtdichte gegenüber dem ursprünglichen Videosignal völlig verschieden ist. Man kann datier einen bestimmten Pegel (z. B. entsprechend 20 % des mittleren Bildpegels· des Videosignals, wie durch die strichpunktierte Linie in Fig. 3A angegeben ist, als Schwellwertpegel Vth wählen, einen Pegel des Videosignals, der mehr auf der schwarzen Seite liegt als der Schwellwertpegel Vth ermitteln, und nur den ermittelten Signalteil verarbeiten.

Selbst wenn das Signal in der obigen Weise verarbeitet wird, können Probleme auftreten. Eines dieser Probleme ist der Fall, bei dem der Schwarzabhebungspegel anormal hoch ist, wie die unterbrochene Linie in Fig. 3C zeigt, bzw. der schwärzeste Pegel des Videosignals im Vergleich zum Schwellwertpegel Vth nicht niedrig wird. In diesem Falle wird das wiedergegebene Bild allgemein weiß und hat daher ja einen niedrigen Kontrast, so daß das wiedergegebene Bild durch senken des Pegels, der der Schwarzseite am nächsten liegt, verbessert wird, um den Schwarzabhebungspegel zu beseitigen. Ein weiteres Problem ist der Fall, daß der mittlere Bildpegel eines Videosignals schwarzgrau mit etwa 10 % und weniger Änderung ist, und ein pulsierendes Signal hohen Pegels im Videosignal enthalten ist, wie Fig. 3D zeigt, wenn der Signalteil mit dem Pegel niedriger als der Schwellwertpegel Vth auf den Schwarzwertpegel gesenkt wird, wird nahezu das gesamte wiedergegebene Bild schwarz, und helle

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Informationen werden geringer, so daß der Fernsehempfänger fälschlicherweise als nicht funktionsfähig angesehen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Videosignalverarbeitungskreis zu schaffen, bei dem ein Pegel eines Videosignals nächst der Üchwarzseite und näher der Schwarzseite als ein bestimmter i^egel in einer Videoperiode ermittelt wird, das ermittelte Signal als schwarz gewählt und mit dem Schwarzabhebungspegel der Kathodenstrahlröhre in Übereinstimmung gebracht wird; der zuvor erwähnte bestimmte Pegel soll dabei in Abhängigkeit von dem mittleren Bildpegel des Videosignals geändert v/erden.

Lösungen dieser Aufgabe sind in den Ansprüchen 1 und 2 angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 4-7 'beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Beispiels des Videosignalverarbeitungskreises der Erfindung,

Fig. 5A bis 5G Diaqramme zur Erläuterung der arbeitsweise der Schaltung der Fig. 4,

Fig. 6 ein Schaltbild eines praktischen Beispiels der Erfindung, und

Fig. 7 ein Schaltbild eines weiteren Beispiels des verwendbaren Komparators.

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Beim Beispiel der Fig. 4 wird ein Videosignal eines Videodemodulators (nicht gezeigt) über einen Eingang !,einem Klemmkreis 2 zugeführt, der über einen Anschluß 3 auch einen Klemmimpuls erhält. ^er Klemmkreis 2 gibt ein Videosignal Sl ab, dessen Schwarzwertpegel durch den Klemmimpuls als bestimmter Pegel VO festgelegt wird, wie Fig. 5A zeigt. Das Videosignal Sl wird einem Austastkreis 4 zugeführt, der auch einen Austastimpuls Pl über einen Anschluß 5 erhält, wie Fig. 5B zeigt. Das Videosignal Sl wird somit vom Austastimpuls Pl über einen Bereich ausgetastet,der etwas größer als die horizontale Austastperiode ist, und diese Austastperiode erhält z.B. das Potential 0. Vom Austastkreis 4 erhält man somit ein Ausgangssignal S2, das Fig. 5C zeigt. Das Ausgangssignal S2 wird einem Spitzenwerthaltekreis (Niedrigstwerthaltekreis 6 zugeführt, der dann ein Signal S3 entsprechend dem Spitzenwert, der der Schwarzseite in der Videoperiode am nächsten liegt, wie Fig. 5D zeigt.

Der Ausgang des Spitzenwerthaltekreises 6 ist über eine Diode 7 in Durchlaßrichtung mit einem Spannungspunkt VO + Vth (Schwellwertpegel) verbunden. Wenn der Durchlaßspannungsabfall über der Diode 7 vernachlässigt wird und das Ausgangssignal S3 niedriger als VO + Vth ist, wird die Diode 7 gesperrt und das Ausgangssignal S3 entspricht dem Videosignal. Wenn das Ausgangssignal S3 höher als VO + Vth ist, wird die Diode 7 geöffnet, und das Ausgangs— signal S3 hält den Pegel VO + Vth.

Das Videosignal Sl des Klemmkreises 2 und das Ausgangs— signal S3 des Spitzenwerthaltekreises 6 werden auf einen Komparator 8 gegeben. Der Komparator 8 gibt eines der Signale Sl und S3 ab, das dem Weißpegel näher liegt als

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das andere, bzw. ein Signal S4, das Fig. 5E zeigt. Das Signal S4 wird einem Klemmkreis 9 zugeführt, der auch über einen Anschluß 10 einen Klemmimpuls F2 erhält, den Fin. ^::.i· .-.c-iqt, so daß der Klemmkreis 9 ein Videosignal . '_t messen Austastperioden auf einem bestimmten t-:..;el lifj-jen, wie Fig. 5G zeigt, an einen Ausgang 11 abqibt.

Der zuvor erwähnte Schwellwertpegel Vth wird in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines Bildmittelwertdetektors 12 geändert. Der Detektor 12 ermittelt den Bildmittelwert eines Videosignals, das ihm über einen Anschluß 13 zugeführt wird, und steuert den Schwellwertpegel Vth derart, daß er hoch wird, wenn der Bildmittelwert des Videosignals hoch ist, jedoch niedrig wird, wenn dessen Bildmittelwert niedrig ist. Wenn der Schwellwertpegel VO des Videosignals zu 0 % des Bildmittelwertes gewählt wird und der Bildmittelwert hoch ist, z. B. höher als 80 %, beträgt der Pegel Vth etwa 35 », während, wenn der Bildmittelwert niedrig ist, z. B. niedriger als 20 %, der Pegel Vth etwa 10 % beträgt. Der Pegel Vth wird somit im Bereich von etwa 10 - 3 5 % geändert.

Der Pegel des Videosignals, der der Schwarzseite näher liegt als der Schwellwertpegel, und der Schwarzseite am nächsten liegt, wird somit ermittelt, so daß der Nachteil, daß die Leuchtdichte des wiedergegebenen Bildes im Vergleich zu der des Originalsignals stark gesenkt wird,wie die Fig. 3A und 3B zeigen, vermieden werden kann.

Selbst wenn aufgrund der Tatsache, daß der Schwarzabhebungspegel zwischen Stationen anormal hoch ist, wie Fig. 3C zeigt, ein Bild, das nahezu schwarz ist, zur Weißseite hin verändert wird, wird der Pegel Vth gehoben, um den Schwarzabhebungspegel

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abzuschneiden und dadurch ein wiedergegebenes Bild leicht erkennbar zu machen. -._-..-

wenn, wie Fig. 3D zeigt, der.- Bildmittelwert eines Videosignals niedrig und der Pegel des Videosignals entsprechend dem Hintergrund eines Bildes niedriger, als der Pegel Vth/ ist, kann vermieden werden,, daß der Pegel Vth für den Hintergrund auf schwarz abgesenkt wird, und die Verringerung der Videoinformation wird reduziert. .

Wie zuvor erläutert, ist aufgrund der Tatsache, daß, wenn der Pegel eines Videosignals, der der Schwarzseite am nächsten liegt, groß ist, der Bildmittelwert des Videosignals hoch, undj wenn-der Bildmittelwert niedrig ist und der Pegel des Videosignals, der der Schwarzseite am nächsten liegt ebenfalls niedrig ist, wird der Schwellwertpegel geändert, um das Videosignal in geeigneter Weise zu korrigieren.

Fig. 6 zeigt eine praktische Ausführui^sforrr. der S_wr.d.ltung der Fig. 4. In der dem Klemmkreis 2 nöLchstgelegenen Stufe sind bei diesem Beispiel zwei Transistoren 14a und 14b vorgesehen, deren Emitter zusammen mit einer Konstantstromquelle verbunden ist, die aus einem Transistor 15, einer Diode 16 und einem "Widerstand 17 besteht. Der Austastimpuls Pl wird dem Anschluß 5 zugeführt, der mit der Basis des Transistors 15 über den Widerstand 17 verbunden ist. Während der Periode, innerhalb der der Transistor 15 durch den Austastimpuls Pl gesperrt wird, liegt der Kollektor des Transistors 14b im wesentlichen auf der Betriebsspannung +VCC. Das Kollektorausgangssignal· S2 des Transistors 14b wird über einen Stromspiegelkreis abgenommen, der aus einer Diode 18 und einem PNP-Transistor 19 steht. Die vorgenannten Elemente bilden somit den Austastkreis 4.

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Eine Reihenschaltung aus Widerständen 20 und 21.ist . ■ - .-zwischen den Kollektor des Transistors 19 undMasse .- ,. - _, geschaltet, und der Verbindungspunkt der Widerstände 20 und 21 ist mit der Basis eines NPN-Transistors 22 verbunden, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor mit der Basis des Transistors 14B und dem Verbindungspunkt eines Widerstandes 23 und eines Kondensators 24 verbunden ist. Die Reihenschaltung der Widerstände 23 und 24, die zwischen die Betriebsspannung +VCC und Masse geschaltet ist, und der Transistors 22 bilden den Spitzenwerthaltekreis 6.

Wenn das Basispotential des Transistors 14A höher als das des Transistors 14B ist, fließt kein Strom durch die Diode 18 und die Transistoren 19, 22, so daß der Kondensator 24 von der Betriebsspannung über den Widerstand

23 geladen wird. In diesem Falle ist die Zeitkonstante des Kondensators sehr groß gewählt. Wenn die Spannung über dem Kondensator 24 (das Basispotential des Transistors 14B) das Basispotential des Transistors 14A zu übersteigen versucht, fließt ein Strom durch die Diode 18 und die Transistoren 19, 22. Der Kondensator 24 wird damit geladen und seine Anschlußspannungen werden verringert. Auf diese Weise wird eine Rückkopplung durchgeführt, so daß die Basispotentiale der Transistoren 14A und 14B gleich werden, und der Pegel des Videosignals, der der Schwarzseite am nächsten liegt, in der Videoperiode gehalten, und das gehaltene Ausgangssignal P3, das am Kollektor des Transistors 22 erscheint, wird der Basis eines Transistors 25A zugeführt.

Der Verbindungspunkt des Widerstands 23 und des Kondensators

24 ist über die Diode 7 mit dem Emitter' eines Transistors 26 verbunden, dessen Emitter wiederum über einen Widerstand 27

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an Masse liegt, der einen großen Widerstandswert hat und eine Konstantstromquelle, bildet. Der .Kollektor,_tdes Transistors 26 ist mit der Betriebsspannung. .+VCC und seine Basis ist mit der Klemmspannungs quelle·. VO über einen Widerstand 28. und_: auch mit dem Verbtindungspunkt .. der Widerstände 29 und 30 verbunden:. Die Reihenschaltung der Widerstände 29 und 30 ist zwischen die Betriebsspannung.. +VCC und den Kollektor eines Transis^tors 31_ „geschaltet, ... dessen Emitter, über einen Widers-tahd, 32. an flass.e liegt. . Wenn der Spannungsabfall über dem Widerstand „2,8, ^zU^r Klemmspannung VO, addiert wird,: liegt. am. Emitter _rdes Transistors 26 der Schwellwertpegel· VO + YtJi.. .,.

Die Basis des Transistors 31 wird vom Bildmit^elwert eines Videosignals geändert. Bei dem Beispiel der Fig. 6 . . wird der Bildmittelwert nicht direkt ermittelt, sondern der Mittelwert des Strahlstroms einer Kathodenstrahlröhre , 33. Die von einem Hochspannungsgenerator - 34,_er_jzeugt.e hohe Spannung wird auf die Anode der Kathodenstrahlröhre 33 gegeben. Der Generator 34 ist mit der Sekundärwicklung 36 eines Rücklauftransformator^ 35 verbunden. Zwischen das eine Ende der Sekundärwicklung 3.6 ..-und Masse ist ein Widerstand 37 geschaltet, - über dem._;ein Spannungsabfall, mit den angegebenen Polaritäten an Abhängigkeit vom Strahlstrom in der Röhre 33 auftritt^ Deg Verbindungspunkt eines-Widerstandes 38 und eines Kondensators ,39, der,zwischen eine Spannungsquelle +B und Masse geschaltet ist, ist mit. dem Verbindungspunkt zwischen der.-_; Sekundärwicklung 36 und dem Widerstand 37 verbunden, um_: eine, positive;. Vorspannung zuzuführen, so daß der Verbindungspunkt., zwischen, dem Widerstand 38 und dem Kondensator 39 eine Spannung erzeugt wird, deren Pegel niedrig ist, wenn der Strahlstrom groß

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ist. Diese Spannung wird auf die nächste"-Stufe eines Integrators 40 gegeben, der als Block in unterbrochenen^: -'■■--Linien gezeigt ist, und-- der-Mittelwert xäer- Spannung des- Integrators 4Ό' wird" auf die Basis-des Transistors 31 - '■"'· -ν gegeben. Der Transistor 31'diient^: als" veränderbares -^j- ■ Impedanzelenrent. Wenn der Mittelwert- des Strahlströnts"■■■ ·"■' "" hoch ist, wird das Ausg-arrgssignal des Iritegr-ators 40 -■■--. klein." Die Impedanz zwischen dem Kollektor¹ Und-dem'■· -"-■■-?-■ Emitter des'Transistors 31 wird daher "groß-,; das Potential' > am Verbinduhgspunkt* zwischen den- Wider"standen 2.9 und 3£). ·.€■:·' ' wird hoch, und der Schwellwertpegel-Vö-'+ Vth, der am— ;:.:." Emitter des Transistors 26 erscheint, wird auf einen hohen Pegel gebracht. Auf diese VJeise ergibt sich der ^ Bildmittelwertdetektor 12V

Es ist jedoch möglich, statt den Sehwellwertpegel "VO + Vth zu ändern, diesen durch einen Schalter in mehrmals zwei Schritten zu ändern. ....... ;. _ .

Bei dem Beispiel der Fig. 6 ist ein Transistor 25b vorgesehen, dessen Kollektor und Emitter mit dem Kollektor ■-. und dem Emitter des Transistors 25A verbunden sind. Der . Verbindungspunkt zwischen den Kollektoren beider Transistoren 2 5A und 2 5B ist mit der Betriebsspannung +VCC verbunden, und der Verbindungspunkt der Emitter liegt über einen Widerstand 41 an Masse und an einem Auegang Ca. Dit; iransist-ren 25n und 25B bilden den Komparator 8. Das Videosignal Sl, das vom Klemmkreis 2 abgegeben wird, wird auf die Basis des Transistors 25B gegeben.Das Videosignal Sl oder das gehaltene Ausgangssignal S3, je nach dem, welches einen höheren Pegel hat, wird an den Ausgang 8a, der vom Komparator 8 herausgeführt ist, als Ausgangssignal S4 gegeben.

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Ein Rückkopplungsklemmkreis c.dgl. kann als Klernr.kreis verwendet werden, der an den Ausgang 8a angeschlossen ssin sollte.

Fig. 7 eeigt ein weiteres Beispiel des Kcrr.paratcrs 8. Bei diesem sind zwei Dioden 41a und 42h vorgesehen, derer. Ancden die Signale S3 und SI zugeführt werden und deren Kathoden zusammen über einen Widerstand 43 an I-Iar,^e liegen und auch mit dem Ausgang So des Kcir.paratars 8 iFig. 5. verbunden sind.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, kennen Schwankungen des Schwarzwertpegels, die durch Unterschiede des Schwarzabhebungspegels verursacht werden können, und auch das Frcbiem, das die Leuchtdichte eines Videosignals von der des ursprünglichen Videosignals verschieden und dadurch der Hintergrund eines wiedergegebem.-r. bildes zu dunkel ist, kann beseitigt werden.

Die Erfindung ist mit der gleichen wirkung nicht nur auf einen Fernsehempfänger, sondern auch auf den Fall anwendbar, daß das Ausgangssignal einer Fernsehkamera verarbeitet wird. Dies bedeutet, daß eine seiche Signalverarbeitung durchgeführt wird, daß der Pegel des Ausgangssignals der Fernsehkamera, der der Schwarzseite am nächsten liegt und der Schwarzseite näher als ein bestimmter Pegel ist, ermittelt und gehalten wird, und der gehaltene Fege! mit dem Schwarzabhebungspegel in Übereinstimmung gebracht wird.

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Claims

It 4872 SONY CORPORATION 7-35, Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku, Tokyo / Japan Videosignalverarbeitungskreis Patentansprüche:

1. Videosignalverarbeitungskreis, bestehend aus einem Signalformierkreis zur Einstellung eines Pegels eines Eingangsvideosignals auf einen bestimmten Gleichspannungspegel, der höher als der Schwarzwertpegel des Eingangssignales ist, während wenigstens einer Austastperiode des Eingangssignals, einem Spxtzenwerthaltekrexs, um den Pegel eines Schwarz-Spitzenwertes des geformten Signals zu halten und ein auf dem Spitzenwert gehaltenes Signal zu erzeugen, und einem Schwarzpegel-Steuerkreis, der von dem auf dem Spitzenwert gehaltenen Signal gesteuert wird, um den Gleichspannungspegel des Eingangssignals so zu steuern, daß der dunkelste Pegel des Eingangssignals mit dem zweiten bestimmten Gleichspannungspegel nur dann

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übereinstimmt, wenn ein Schwarz-Spitzenwert des Eingangssignals unter einer bestimmten Schwellwertspannung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Schwell— wertspannung in Abhängigkeit von einem Bildmittelwert des Eingangssignales geändert wird.

2. Videosignalverarbeitungskreis, bestehend aus einem ersten Klemmkreis zum Klemmen eines Eingangsvideosignals auf einen bestimmten Gleichspannungspegel einer Klemmspannungsquelle, einem Signalformierkreis zur Einstellung eines Pegels eines Eingangsvideo— signals auf den vorbestimmten Gleichspannungspegel, der höher als ein Schwarzpegel des Eingangssignals ist, während wenigstens einer Austastperiode des Eingangssignals, einem Spitzenwerthaltekreis, um den Pegel eines Schwarz-Spitzenwertes des geformten Signals zu halten und ein auf einem Spitzenwert gehaltenes Signal zu erzeugen, einer Reihenschaltung einer Schwellwert— Spannungsquelle und einer Diode, die zwischen den Spitzenwerthaltekreis und die Klemmspannungsquelle geschaltet ist, einem Komparator zum Vergleich des Pegels des Ausgangssignals des ersten Klemmkreises mit dem auf dem Spitzenwert gehaltenen Signal des Spitzenwerthaltekreises, und zur Erzeugung eines Ausgangssignals entsprechend dem Signal mit dem höheren Pegel der beiden Signale, und einem zweiten Klemmkreis, um das Ausgangssignal des Komparators zu klemmen, gekennzeichnet durch einen Bildmittelwertdetektor zur Änderung der Spannung der Schwellwertspannungsquelle in Abhängigkeit von einem Bildmittelwert des Eingangssignals.

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