DE3140761A1

DE3140761A1 - Schaltung zur versteilerung der flanken eines videosignals, insbesondere fuer einen videorecorder

Info

Publication number: DE3140761A1
Application number: DE19813140761
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Ing.(grad.) 3008 Garbsen Kluth
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson oHG
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1983-04-28
Also published as: DE3140761C2; JPS58121878A; JPH0134503B2

Description

Schaltung zur Versteilerung der Flanken eines Videosignals 9
insbesondere fpr einen Videorecorder Videosignale für eine einwandfreie Bildwiedergabe in einem Fernsehempfänger haben im allgemeinen eine Videobandbreite von etwa 5 MHz. In der Praxis kommt es vor, daß ein Videosignal eine verringerte Bandbreite von 2-3 MHz aufweist9 z.B. bei der Abtastung schlechter Filme, bei einfachen RamerasS bei der Wiedergabe von Aufzeichnungsgeräten mit verringerter Bandbreite oder bei bandbegrenzten Übertragungsstrecken. Eine derartig verringerte Bandbreite bedeutet bei der Wiedergabe eine verringerte Bildschärfe, insbesondere bei senkrechten Kanten im Bild.
Es ist bekannt, bei einem derartigen Signal die Bildschärfe durch eine Aufbereitung des Videosignals zu verbessern. Bei den hierfür verwendeten Differenzierentzerrern wird dem Videosignal ein Korrektursignal hinzugefügt9 das durch zwei fache Differentiation aus dem Videosignal gewonnen ist Dadurch werden Flanken im Videosignal, die wegen der Bandbeç grenzung zu flach verlaufen, versteilert.
Bei einer derartigen Schaltung hat sich folgender Nachteil ergeben. Wenn die Amplitude des Korrektursignals für kleine Signalsprünge im Videosignal optimal bemessen ist, ergeben sich bei größeren Signal sprüngen , z.B. einen Schwarz/Weiß-Sprung im korrigierten Videosignal extrem hohe Spannungsspitzen an den Sprüngen. Diese hohen Spannungsspitzen, die außerdem noch unsymmetrisch zum eigentlichen Wert des Videosignals sein können, bewirken wieder eine subjektive Bildverschlechterung. Die Spannungsspitzen können-außerdem den Synchronboden aer Zeilensynchronimpulse in Richtung Ultraschwarz überschreiten und in der Zeilenablenkschaltung zu Ablenkstörungen führen. Dieser Nachteil kann zwar dadurch vermieden werden, daß die Amplitude des Korrektursignals kleiner gewählt wird. Dann wird aber andererseits die Bildverbesserung bei kleinen Signalsprüngen im Videosignal wieder geringer oder kaum noch merkbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der beschriebenen Art zu schaffen, die bei kleinen Signalsprüngen im Videosignal eine optimale Bildverbesserung bewirkt, ohne daß bei größeren Signalsprüngen störende Spannungsspitzen im Video signal auftreten.
Diese Aufgabe wird durch die im- Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung beruht auf folgender Überlegung. Für eine subjektive Bildverbesserung ist insbesondere eine Versteilerung der Flanken im Videosignal bei kleinen Signalsprüngen wichtig, zumal kleine Signalsprünge statistisch gesehen im Bild häufiger auftreten. Bei größeren Signalsprüngen ist es nicht notwendig und auch nicht zweckmäßig, ein entsprechend proportional größeres Korrektursignal hinzuzufügen. Vielmehr ist es vorteilhaft 9 die Amplitude des Korrekfursignals zu begrenzen Die Wirkung der erfindungsgemäßen Korrekturschaltung wird also in vorteilhafter Weise unter Berücicschtigung der eintretenden subjektiven Bildverbesserung an die Amplitude der Signal sprünge im Videosignal angepaßt In einem Videorecorder erfolgt die erfindungsgemäße korrektur des Videosignals vorzugsweise im Aufnahmeweg. Wenn dann für die Aufnahme ein weniger gutes Videosignal 9 YoBo durch eine schlechte Sendung, ankommt, so wird das Videosignal bereits vor der Aufnahme verbessert Dieses ist wichtige da nach der Aufnahme eines schlechten Videosignals und der hinzukommenden weiteren Verschlechterung durch den Videorecorder das Signal letztlich nicht wieder in dem Naße verbessert werden kann Die Korrektur des Videosignals bei der Aufnahme hat den Vorteil, daß dann ein hinsichtlich der Bildschärfe verbessertes Videosignal aufgezeichnet wird. Der Vorteil der besseren Bildschärfe ergibt sich somit auch dann, wenn dieses Band auf einem beliebigen anderen Videorecorder wieder abgespielt wird Bei einem Videorecorder wird im allgemeinen das Videosignal auch bei der Aufnahme durch die Aufnahmeschaltung etwas verschlechtert. Diese Verschlechterung des Videosignals kann durch die erfindungsgemäße Schaltung bei der Aufnahme ebenfalls ausgem glichen werden, so daß die Qualität des auf dem Band aufgezeichneten Videosignals nicht von der des dem Recorder zugeführten Videosignals abweicht Durch die doppelte Differentiation enthält das Korrektursignal beträchtliche Rauschanteile bei hohen Frequenzen9 die an sich die Bildwiedergabe wieder verschlechtern können Deshalb ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in den Weg des korrigierten Videosignals ein Tiefpaß eingeschaltet9 dessen Durchlaßbereich etwa gleich der Bandbreite des ursprüngo lichen Videosignals ist. Die Grenzfrequenz des Tiefpasses kann je nach Bandbreite des ankommenden Videosignals zOBo bei 3 MHZ9 4 MHz oder 5 MHz liegen. Durch diesen Tiefpaß, der alle Rauschanteile oberhalb der oberen Bandgrenze des Videosignals beseitigt, wird die Bildwiedergabe beträchtlich verbessert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen Figur i eine praktisch erprobte Schaltung, Figur 2 ein nicht korrigiertes Videosignal, Figur 3 ein in bekannter Weise korrigiertes Video signal mit zu hohen Spannungsspitzen, Figur 4 eine durch die erfindungsgemäße Schaltung korrigiertes Video signal und Figur 5 eine andere Ausführungsform des Differenziergliedes.
In Figur 1 gelangt das nicht korrigierte Videosignal 1 von der Klemme 2 zu dem als Emitterfolger betriebenen Transistor 3 und von dessen Emitterwiderstand über das Laufzeitglied 4 und den Transistor 5 zu dem Schaltungspunkt 6 an der Basis des Transistors 7. Von dort gelangt das Signal über den Transistor 8 und den Tiefpaß 9 an die Ausgangsklemme 10, an der ein korrigiertes Videosignal 1 zur Verfügung steht.
Vom Emitter des Transistors 3 gelangt das Videosignal außerdem an die Basis des Transistors 11, dessen Kollektorkreis die Spule 12 aufweist. Die Spule 12 wirkt als Diffenrenzierglied für das Video signal, da der Strom durch die Spule 12 dem Videosignal proportional und die Spannung an der Spule 12 gleich dem ersten Differentialpotienten des Stromes ist. Am Kollektor des Transistors 11 entsteht also ein einmal differenziertes Video signal. Parellel zur Spule 12 sind zwei antiparallel geschaltete Dioden 13,14 geschaltet. Durch diese- Dioden 13,14 wird die Korrekturspannung am Kollektor des Transistors 11 in beiden Richtungen begrenzt. Sie kann nur um + 0,7 V von der Betriebsspannung + 12 V abweichen. Die Amplitudenverhältnisse sind so gewählt, daß das so begrenzte Korrektursignal die für die optimale Bildschärfe erhöhung richtige Amplitude hat. Das Korrektursignal gelangt vom Kollektor des Transistors 11 auf die Schaltung 13. Die Schaltung 13 läßt in positiver und negativer Richtung nur Signale oberhalb eines bestimmten Schwellwertes durch. Das Signal am Kollektor des Transistors 11 hat Rauschanteile, die bei der Korrektur des Videosignals störend wirken würden. Die Schaltung 13 ist so bemessen, daß diese Rauschanteile nicht durchgelassen werden9 sondern nur echte Korrektursignale, die den Rauschpegel über steigen. Dieses Korrektursignal gelangt auf die Basis des Transistors 16, in dessen Kollektorkreis ebenfalls eine Spule 17 liegt. Der Spule 17 sind ebenfalls zwei Dioden 18919 anti= parallel geschaltet. In der Stufe mit dem Transistor 16 er folgt die zweite Differentiation des Videosignals und die gleiche Amplitudenbegrenzung wie durch die Dioden 13914 Das durch entsteht an der Leitung 20 das Korrektursignal 219 das für einen Signalsprung in positiver Richtung gezeichnet ist Dieses Korrektursignal wird am Schaltungspunkt 69 also an der Basis des Transistors 7, dem Videosignal 6 im Sinne einer Korrektur, d.h. Flankenversteilerung hinzugefügt Das Laufzeitglied 4 hat eine Laufzeit von 81 ns und dient dazu9 daß das Videosignax 1 und das Korrektursignal 21 am Punkt 6 die richtige zeitliche Lage zueinander haben9 da nur dann eine einwandfreie Flankenversteilerung möglich ist Der Tiefpaß 9 hat eine Grenzfrequenz von 3 MHz entsprechend der Bandbreite des Videosignals 1 an der Klemme 2. Dadurch werden alle im Videosignal 1 bereits vorhandenen oder durch das Sorrekturo signal 21 über die Leitung 20 zugeführten Störungen unterdrückt0 Figur 2 zeigt das nicht korrigierte Videosignal 19 wie es in Figur 1 an der Klemme 2 steht. Es ist insgesamt eine Zeilenperiode mit zwei Zeilensynchronimpulsen Z dargestellt Das Videosignal enthält einen relativ breiten Schwarz/Weiß-Sprung zwischen t2 und t3, einen sogenannten T-Impuls bei t49 einen 20T-Impuls bei t5 und drei relativ kleine Signalsprünge zwischen t6 und t7. Es ist ersichtlich, daß durch die Bandbegrenzung des Videosignals die Signal sprünge zwischen t6 und t7 einen relativ flachen Verlauf haben, wodurch sich eine unscharfe Bildwiedergabe ergibt.
Figur 3 zeigt ein korrigiertes Videosignal, wie es in bekannter Weise mit einer Schaltung nach Figur 1 ohne die Dioden 13,14,18,19 an der Klemme 10 stehen würde. Die Signalsprünge des Videosignals zwischen t6 und 7 erfahren eine erwünschte, eine subjektiv verbesserte Bildwiedergabe bewirkende Versteilerung. Bei den größeren Signalsprüngen bei tl, t2, t3, t7 treten jedoch extrem hohe Spannungsspitzen auf, die den dreifachen Wert der an sich im Video signal enthaltenden Signalsprünge erreichen. Diese extrem hohen Signalsprünge führen zu einer subjektiven Bildverschlechterung. Da sie den Synchronboden der Zeilensynchronimpulse Z überschreiten, können sie bei der Bildwiedergabe auch die amplitudenabhängig arbeitende Zeilenablenkschaltung stören.
Figur 4 zeigt das korrigierte Videosignal 1' an der Klemme 10, das bei Einsatz der Dioden 13,14,18,19 entsteht. Durch die amplitudenbegrenzende Wirkung der Dioden auf das Korrektursignal 21 entstehen die störenden hohen Spannungsspitzen gemäß Figur 3 nicht mehr. Die Versteilerung der Flanken der kleinen Signalsprünge von t6 bis t7 bleibt indessen gegenüber Figur 3 praktisch unverändert, weil in diesem Amplitudenbereich des Korrektursignals die Dioden 13,14,18,19 nichtleitend, also unwirksam sind. Die Figuren 2-4 geben von einem Oszillographenschirm abfotographierte Meßkurven wieder.
Figur 5 zeigt eine andere Ausbildung der Schaltung für die zweifache Differentiation-des Videosignals. Die erste Differenzierstufe wird durch das RC-Glied22 gebildet. Die einmal differenzierte Spannung gelangt über den Transistor 23 auf die in Figur 1 beschriebene Schaltung 15 und von dort über den Transistor 24 auf das als zweite Differenzierstufe wirkende RC Glied 25. Parallel zum Widerstand des RC-Gliedes 25 liegen wieder zwei Dioden 13,14, die wie in Figur 1 eine Amplituden begrenzung des an der Klemme 26 stehenden Korrektursignals bewirken. Die Schaltung kann also mit ihren Klemmen 27926 zwischen den Emitter des Transistors 3 und die Basis des Transistors 7 in Figur 1 geschaltet werden.
Leerseite

Claims

Patent ansprüche Schaltung zur Versteilerung der Flanken eines Videosig nais, insbesondere für einen Videorecorder9 bei der dem Video signal ein durch zweifache Differentiation des Videosignals gewonnenes Korrektursignal in einer Addierstufe (7) hinzugefügt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (13,14, 18S19) zur Amplitudenbegrenzung des Korrektursignals (21) vorgesehen sind.
2 Schaltung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet9 daß parallel zu einem das Korrektursignal (21) führenden Bauteil (12,17) zwei antiparallel geschaltete Dioden (139 14,18,19) liegen.
3 Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet9 daß bei einer Differenzierstufe (11,16) mit einer Induktivität (12,17) die Dioden (13,14,18,19) parallel zur Induktivität liegen.
4 Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet9 daß die Dioden (13,14,18,19) in zwei in Reihe geschalteten Differenzierstufen (11,16) liegen
5 Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,. daß die Mittel (13,14,18,19) So bemessen sind, daß im korrigierten Videosignal (1') am Ausgang (10) die Addierstufe (7) keine den Schwarzwert in Richtung Ultraschwarz übersteigenden Impulsspitzen auftreten.
6 Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des korrigierten Video signals (1') ein Tiefpaß (9) mit einer der Bandbreite des Videosignals (1') entsprechenden Durchlaßbandbreite liegt.
7. Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einem Videorecorder im Aufnahmeweg liegt.
8. Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des Korrektursignals (21) eine amplitudenabhängige Schaltung (15) liegt, die nur Spannungen oberhalb eines etwa beim Rauschpegel liegenden Wertes durchläßt.
9. Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg des Videosignals (1) ein Laufzeitglied (4) zur Erzielung der richtigen zeitlichen Lage zwischen Videosignal (i) und Korrektursignal (21) an den Eingängen (6) der Addierstufe (7) liegt.