DE3218538A1 - Video-signalverarbeitungsmaschine fuer einen pal-video-magnetbandrecorder - Google Patents

Description

HITACHI, LTD., Tokyo,
Japan

Video-Signalverarbeitungsmaschine für einen PAL-Video-Magnetbandrecorder

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungsschaltung zur Korrektur einer unerwünschten Verschiebung zwischen den Helligkeits- (Luma) und Farbwert-(Chroma)Signalen eines von einem Videomagnetbandrecorder (weiterhin als VTR bezeichnet) wiedergegebenen Sfild und insbesondere eine Signalverarbei-

tungsschaltung, die das Entstehen eines Zeitunterschieds zwischen Helligkeits-Signalen und Farbwertsignalen bei der Wiedergabe eines PAL-Video-Signals in einem Heim-VTR verhindert.

Eine Wiedergabe-Signalverarbeitungsschaltung in einem herkömmlichen Spiral-Abtast-Heim-VTR-Gerät enthält notwendigerweise ein Kammfilter für das Chroma-Signal um die Chroma-Übersprechkomponenten der

angrenzenden wiedergegebenen Videospuren zu unterdrücken, wenn ein Kopf über die angrenzenden Videospuren läuft.

Fig. 1 der zugehörigen Zeichnungen zeigt beispielshaft eine PAL-Signalwiedergabeschaltung eines Heim-VTR-Geräts (z. B. das Videoheimsystem (VHS» in herkömmlicher Technik. Bei der dargestellten Schaltung werden von Magnetköpfen 1a und 1b erhaltene, wiedergegebene Signale jeweils über Drehtransformatoren 2a und 2b an Vorverstärker 3a und 3b geliefert. Der Kopf 1a und der Drehtransformator 2a und der Kopf Ib und der Drehtransformator 2b sind jeweils so verbunden, daß die Spitzenfreguenz in der Nähe des Weiß-Trägers (4, 4MHz beim VHS-System) des PM-Luminanzsignals liegt. Die Ausgänge der Vorverstärker 3a und 3b werden einem Schalter 4 angelegt, der von den Kopfumschaltimpulsen (25 Hz-Impulse im PAL-System) so geschaltet wird, daß die von den zwei Köpfen erfaßten Signale zu einem kontinuierlichen Signal verbunden werden. Aus einem Teil dieses kontinuierlichen Signals wird mit einem Hochpaß-Filter 5(weiterhin als HPF bezeichnet) ein FM-Luminanz-Signal jä_gebildet und der andere Teil mit einem Tiefpaß-Filter (LPF) 14 in ein heruntergesetztes Chrominanz-SignalJb_(627 kHz beim vHS-System) verwandelt. Das FM-Luminanzsignal a wird durch eine FM-Aussetz-Kompensationssehaltung (weiterhin als DOC-Schaltung bezeichnet) geleitet. Die DOC-Schaltung besteht aus einem Schalter 6, der Aussetzer feststellt und den folgenden Schaltungen die Aussetz-Kompensation ermöglicht, und einer 1H-VerzÖgerungsleitung 8, wobei 1H eine Horizontalbildperiode ist. Das FM-Luminanz-

signal wird über einen Phasenentzerrer 9, einen Begrenzer 10/ einen Demodulator 11, ein Tiefpaßfilter 12, einem Nachentzerrer 13 zugeführt, um ein demoduliertes Videosignal oder Luntinanzsignalj£_zu erzeugen. Das demodulierte Signal _f_wird einem ersten Mischer 19 eingegeben. Das durch das LPF 14 gegangene, heruntergesetzte Chrominanz-Signal wird andererseits durch einen Aufwärts-Wandler (Hochband-Wandler) 15 in ein Hoch-Frequenzsignal verwandelt, womit ein Chromasignal C entsteht. Das Chromasignal C wird dann durch ein Kammfilter 16, das aus einer 2H-Verzögerungsleitung 17, die Ubersprechkomponenten unterdrückt und einem zweiten Mischer 18, der als Subtrahierer arbeitet, besteht, geleitet, womit ein Chrominanz-signal _e_ erzeugt wird, dessen Übersprechkomponenten von den angrenzenden Spuren des Videobands verringert sind. Durch den erster^Mischer 19 wird das Chrominanzsignal e_ mit dem Luminanzsignal f_ verbunden und das sich ergebende Videosignal ν am Ausgang 20 erzeugt.

Durch die obige Signalverarbeitung wird das Chrominanzsignal durch Mischen des durch das Chrominanzsignal-Kammfilter 16 nicht verzögerten Chrominanzsignals mit dem durch die 2H-Verzögerungsleitung 17 um 2H verzögerten Chrominanzsignal erzeugt. Folglich ist die in den ersten Mixer 19 eingegebene Informationsmitte des Chrominanzsignals um IH (1H= eine Horizontalperiode) bezogen-auf das Luminanzsignal verzögert. Deshalb ergibt sich eine Vertikalverschiebung oder Chrominanzverschiebung, was das Bild verschlechtert. Der Grund für diese Erscheinung wird im folgenden anhand der Fig. 2 beschrieben.

Fig. 2 zeigt die zeitliche Beziehung zwischen einem Luminanzsignal 31 und einem Chrominanzsignal 32;

— Signalplan Fig. 2 (A) zeigt die zeitliche Beziehung zwischen dem Luminanzsignal JE_ und dem Ghrominanzsignal b von Fig. 1;

— Signalplan Fig. 2(D) zeigt die zeitliche Beziehung zwischen dem Luminanzsignal Jf und dem um 2H verzögerten Chrominanzsignal ei; und

— Signalplan Fig. 2(E) zeigt die zeitliche Beziehung zwischen dem Luminanzsignal jrund dem am Ausgang des Kammfilters 16 liegenden Chrominanzsignals ja. In Fig. 2(A) liegt die Mitte der Energieverteilung (Symmetriepunkt) des Chrominanzsignals bei 33 zwischen C~ und C₃ und die entsprechende Mittellage des Luminanzsignals zwischen Y., und Y.. Aufgrund der Subtraktion im Subtrahierer 18 wechselt die Mitte der Energieverteilung des Chrominanzsignals_e_in eine Lage zwischen Y₄ und Y₅ des Luminanzsignals f wie Fig. 2(E) zeigt. Verglichen mit dem Fall der Fig. 2 (A) wird somit das Chrominanzsignal ^zeitlich um 1H verzögert. Bezogen auf das Bild am Fernsehschirm bedeutet dies gleichzeitig, daß das Chrominanzsignal um 1H bezüglich dem Luminanzsignal-Wledergabe der Aufzeichnung im VTR abwärts geschoben ist. Wenn insbesondere mit dem VTR-Gerät die Aufzeichnung mehrfach überspielt wird, wird bei jedem überspielen das Chrominanzsignal um Hi versetzt, und die Versetzung wird schließlich am Bildschirm so groß, daß sie nicht weiter hingenommen werden kann.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung,

eine Signalverarbeitungsschaltung für einen PAL-Video-Magnetband-Recorder zu ermöglichen,bei der die Vertikalverschiebung oder Chrominanzverschiebung am Bildschirm aufgrund einer relativen Verzögerung der Informationsmitte des Chrominanzsignals ausgeglichen ist, und damit die Bildqualität und die überspieleigenschaften zu verbessern.

Die Erfindung wird anspruchsgemäß gelöst. Dabei besteht ein Merkmal der vorliegenden Erfindung darin, daß eine Aufzeichnungs- oder Wiedergabe-Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen ist, in der mit einer Verzögerungsschaltung das Lurainanzsignal um eine Horizontalperiode eines zu verarbeitenden Videosignals verzögert wird, womit die relative Verzögerung des Chroma-Signals ausgeglichen wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer herkömmlichen Wiedergabe-Signalverarbeitungsschaltung;

Fig. 2 und 4 Signalpläne, die die relativen Zeitbeziehungen zwischen Luminanz- und Chrominanzsignal während der Aufnahme und Wiedergabe darstellen;

Fig. 3 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Signalverarbeitungsschaltung, bei der die Erfindung in einer Aufnahme-Signalverarbeitungsschaltung angewendet wird;

Fig. 5 ein Schaltbild eines Beispiels einer Breitbandverzögerungsschaltung unter Verwendung einer Glasverzögerungsleitung;

Fig. 6 ein Schaltbild/ das eine erfindungsgemäße Ausführung einer Signalverarbeitungsschaltung, die gleichzeitig eine FM-Signal-Aussetz-Kompensationsschaltung verwendet, zeigt und

Fig. 7 einen Schaltplan, der eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Signalverarbeitungsschaltung darstellt, die gleichzeitig eine Video-Aussetzkompensationsschaltung verwendet.

Fig. 3 stellt eine Ausführung einer Signalverarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung dar, in der eine Äufnahme-Signalverarbeitungsschaltung mit einer 1ri-Verzögerungsschaltung zum Verzögern eines Luminanzsignals um 1H vorgesehen ist.

Bei dieser Ausführung der Schaltung wird das Luminanzsignal eines aufzuzeichnenden Videosignals an einen Eingangsanschluß 23 angelegt und an den Ausgang eines LPF 24 (Grenzfrequenz $i 3MHz) geführt und das Chrominanzsignal an den Ausgang eines Bandpa^ffilters (BPF)28 geführt. Das Luminanzsignal geht durch eine 1H-*Verzögerungsschaltung 25, wird durch einen FM-Modulator frequenzmoduliert und dann an einen Aufnahmevers trärker 27 angelegt, während die Chrominanzkomponente des aufzuzeichnenden Videosignals in ein abwärts gewandeltes Chroxninanzsignal mit einem Abwärts-Wandler 29 gewandelt und dann an den Aufnahmeverstärker angelegt wird, wonach sie als aufzuzeichnende Signale

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an einem Aufnahmekopf 30 anliegen.

Der Ausgleich der Chrominanzverschiebung gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführung der Erfindung wird im folgenden anhand Fig. 4, die die relative Zeitbeziehung zwischen Luminanz- und Chrominanzsignal während Aufnahme- und Wiedergabebetrieb zeigt, beschrieben.

In der Darstellung geben die Zeitschlitze n, η + 1, η + 3, ... Zeilennummern am Bildschirm an, wobei die Zeilenlänge 1H entspricht.

Da die herkömmliche Aufnahme-Signalverarbeitungsschaltung die 1H-Verzögerungsschaltung 25 von Fig. 3 nicht enthält, ist das Aufnahme-Videosignal mit dem herkömmlichen Videosignal am Eingangsanschluß 23 identisch und es wird als das Signal (A) in Fig. 4 angenommen. Wenn das Videosignal in Fig. 4(A) durch die Wiedergabe-Signalverarbeitungsschaltung in Fig. 1 gegangen ist, entsteht ein wiedergebenes Videosignal am Ausgangsanschluß 20, wie es Fig. 4(B) zeigt. Da die Mitte (Mittenlage) der Chroma-Information des Chroma-Signals C des herkömmlichen Videosignals Fig. 4(A) zwischen der Zeile (n + 3) und der Zeile (n + 4) liegt, liegt bei einer herkömmlichen Schaltung die Mittenlage zwischen der Zeile (n + 4) und der Zeile (n + 5) „ Es. zeigt^sii^fe^rß die Mitte der Chroma-Inforiuation des wiedergegebenen Videosignals um 1H verzögert ist.

Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführung der

Erfindung verzögert die IH-Verzögerungsschaltung 25 das Luminanζ-Signal um 1H, so daß das Aufnahme-Videosignal gleich dem Signal (F) in Fig. 4 wird und die Mittenlage der Chroma-Information dem herkömmlichen Videosignal in Fig. 4(A) um 1H voraneilt. Falls das Videosignal Fig. 4(F) durch die Wiedergabesignalverarbeitungsschaltung von Fig. 1 verarbeitet wird, zeigt das Signal (I) in Fig. 4. das sich ergebende Wiedergabe-Videosignals am Ausgangsanschluß Die Mittenlage des Chroma-Signals im wiedergegebenen Videosignal Fig. 4(1) liegt zwischen Zeile (n +3) und Zeile (n + 4), was dieselbe Mittenlage der Chroma-Information eines herkömmlichen Videosignals Fig. 4(A) ist. Daraus ergibt sich,daß die Verschiebung der Chroma-Information in vertikaler Richtung unterdrückt ist.

Obwohl bei der obigen Ausführung der Erfindung die IH-Verzögerungsschaltung 25 vor dem FM-Modulator 26 in der Aufnahme-Signalverarbeitungsschaltung eingeschaltet ist, kann die IH-Verzögerungsschaltung 25 auch nach dem FM-Modulator 26 eingeschaltet sein. Es ist andererseits auch möglich, die IH-Verzögerungrschaltung 25 in der Luminanz-Signalverarbeitung·" schaltung in Fig. 1 dauernd in Reihe zu schalt^a, womit das Luminanzsignal konstant um IH verzögert wj.rd.

Bei der Realisierung der vorliegenden Erfindung ergibt sich die Notwendigkeit, eine Breitbandverzögerungsschaltung für die tH-Verzögerungsschaltung 25 zu verwenden und die durch die Verwendung der IH-Verzögerungsschaltung 25 entstehenden höheren Kosten in Kauf zu nehmen,

Fig, 5 zeigt eine Ausführung einer 1H-Verzögerungsleitung 25, die eine akustische Verzögerungsleitung, wie z. B. eine Glasverzogerungsleitung, zur Realisierung einer Breitbandverzögerungsleitung, enthält.

Die Schaltung dieser Ausführung der Erfindung enthält einen Aufwärts-Wandler 37, eine 1H-Glasverzögerungsleitung 38, die eine Mittenfreguenz von etwa 12 MHz besitzt, und einen Abwärts-Wandler 39, wobei die Schaltung die Eigenschaft ausnützt, daß die Bandbreite der Glasverzögerungsleitung 38 mit der Bandmittenfrequenz anwächst. Es wird z. B. durch die Auswahl der Bandmittenfrequenz um 12 MHz möglich, ein Band von etwa 12+4 MHz und damit also praktisch ein Luminanzsignalband (etwa 0 bis 4 MHz) und sein frequenzmoduliertes Signal (etwa 4,4+3 MHz) sicherzustellen. Falls eine Luminanz-Signalbandbreite von etwa O bis 4 MHz wie im Fall der Fig. 3 benötigt wird, wird das Signal vom Eingangsanschluß 3 durch den Aufwärts-Wandler 37 aufwärts gewandelt, wobei ein Trägersignal von etwa 9 MHz verwendet wird, und mit dem Abwärts-Wandler 3 9 zum ursprünglichen Signal abwärts gewandelt und dann dem Ausgangsanschluß 40 unter Beibehaltung der gewünschten Bandbreite eingespeist.

Auch wenn für die IH-Verzögerungsschaltung eine Halbleiter-Verzögerungsleitung, wie z. B. eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD) oder ein MOS-Speicher, als Vorrichtung zur Sicherstellung der Bandbreite verwendet werden, ist es möglich, das gewünschte Videoband zu erzielen-

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Im folgenden wird eine Möglichkeit zur Kostenreduzierung besprochen. Fig.6 zeigt eine Ausführung der Erfindung, bei der eine herkömmliche Aussetz-Kompensations(DOC)-IH-Verzögerungsleitung 45, die ein FM-Signal verwendet, als IH-Verzögerungsschaltung 45 zur Kompensation einer Vertikalverschiebung der Chromainformation benützt wird, womit der Schaltungsaufbau vereinfacht und die Kosten vermindert werden. Bei dieser Ausführung wird das Au s gangs signal der "IH-Verzögerungsschaltung 45 ständig an den Eingangsanschluß eines FM-Demodulators 46 angelegt. Ein Aussetz-Kompensationsschalter legt an den Eingangsanschluß der IH-Verzögerungsschaltung 45 die Ausgangssignale eines HPF 43, falls kein Aussetzen vorliegt, und den Ausgang der m-Verzögerungsleitung 45, wenn ein Aussetzer auftritt. So wird stets an den Eingang und den Ausgangsanschluß der 1H-Verzögerungsschaltung 45 ein aussetz-kompensiertes Signal angelegt, womit die Aussetz-Kompensation bewirkt wird. Dabei kann die Einhüllenden-Gleichrichtung der aufgegriffenen Eingangssignalform zum Feststellen der Aussetzer als ein bekanntes Verfahren verwendet werden, weshalb die Erklärung dieses Verfahrens entfallen kann. Da weiterhin <**b um 1H verzögerte Signal ständig am Eingang den FM-Demodulators 46 anliegt, die Schaltungsteile 48 bis mit den Schaltungsteilen 14, 15, 17 und 18 in Fig. jeweils identisch sind, wird das demodulierte Luminanzsignal verglichen mit dem in der herkömmlichen Schaltung erzeugte Luminanzsignal um 1H verzögert, womit die Verschiebung der Chromainformation in vertikaler Richtung unterdrückt ist.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der eine aussetz-kompensierende Hl-Verzögerungsschaltung zur Verarbeitung eines Videosignals normal als Ili-Verzögerungsschaltung 45 zur Kompensation der Verschiebung der Chroma-Information in vertikaler Richtung verwendet wird, womit die Wirkung der Aussetz-Kompensation verbessert wird und die Kosten vermindert werden. Bei dieser Ausführung der Erfindung wird die Schaltung zur Aussetz-Kompensation, bestehend aus dem Aussetz-Kompensationsschalter 44 und der Ih-Verzögerungsschaltung 45, zwischen dem FM-Demodulator 46 und dem Mischer 4 7 eingeschaltet, womit durch den Betrieb mit Videosignalen die Wirkungsweise der Aussetz-Kompensation verbessert wird. Auch hier wire aas Luminanzsignal ständig um 1H durch die 1H~Verzögerungsschaltung 45 verzögert, womit die Vertikalverschiebung oder die Chromaverschiebung am Bildschirm kompensiert wird.

Entsprechend der in Fig. 7 gezeigten Ausführung der Erfindung wird die Verwendung einer Halbleiterverzögerungseinrichtung, wie CCD, die ihren Durchlaßbereich im Videoband besitzt, möglich, womit eine Ausführung der Schaltung in integrierter Technik und eine Verminderung des Schaltungsumfangs möglich wird. In Fig. 6 una 7 sind lediglich die wichtigsten Elemente der Schaltung in Fig. 1 zur Vereinfachung der Darstellung enthalten.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Vertikalverschiebung der Chrominanzbahn auf dem Bildschirm zu kompensieren und ebenfalls das Anwachsen der Bahn-

Verschiebung beim wiederholten überspielen zu verhindern.

Bei der Ausführung in Fig. 5 wird selbstverständlich das Luminanzsignal aufwärts gewandelt (z. B. das Wieüergabe FM-Signal von 4,5 +3 MHz um 10 MHz auf 14,5 +_ 3 MHz oeim VHS-System angehoben), was den Einsatz einer Breitbandverzögerungsleitung und die Verwendung des um 1H verzögerten Signals, das bislang lediglich zur Aussetz-Kompensation aufgrund seiner Schmalbandigkeit mit der niedrigen Mittenfrequenz verwendet wurde, als Hauptsignal ermöglicht. In dem so das um 1H verzögerte Luminanzsignal g bei der PAL-Signalwiedergabe als Lurainanzsignal verwendet wird, ergibt sich die in Fig. 2(G) gezeigte Zeitbeziehung zwischen dem Chromasignal und dem Luminanzsignal. Die Mittenlage 35 der Energieverteilung des Chroma-Signals liegt demnach zwischen Y-, unü Y, und stimmt mit der Mittenlage des herkömmlichen Signals, wie in Fig. 2(A) gezeigt, iioerein. Die Chroma-Signa!verteilung ist jedoch erweitert.

Claims (6)

Ansprüche

1. Signalverarbeitungsschaltung für einen Video-Magnetband-Recorder zur Aufnahme und Wiedergabe von PAL-Fernsehsignalen, in der eine Wiedergabesignalverarbeitungsschaltung ein Farbsignal-Kammfilter zur Unterdrückung von Ubersprechkomponenten im Farbwertsignal enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß in einer Verzögerungseinrichtung (25, 38, 45) ein Helligkeitssignal ein aufzunehmenden oder wiederzugebenden Videosignals konstant um eine Horizontalperiode (1H) des Videosignals verzögert wird, wobei die Verzögerungseinrichtung (25, 38, 45) in Reihe mit oder innerhaJb Helligkeits-Signalverarbeitungsschaltung einer Aufnahme- oder Wiedergabe-Signalverarbeitungsschaltung eingeschaltet ist.

2. Videosignalaufnahme- und wiedergabeverarbeitungsschaltung für einen PAL-Video-Magnetbandrecorder mit einer FM-Helligkeits-Signalverarbeitung^ schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß diese aufweist:

- eine Aussetz-Kompensationsschaltung (DOC) mit einer Verzögerungseinrichtung (45), die das Helligkeitssignal um eine Horizontalperiode (1H) verzögert und mit einem Schalter (44), der als Aussetzdetektor wirkt und auf einen Aussetzer hin den Ausgang der IH-Verzögerungseinrichtung (45) an die Helligkeits-

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Signalverarbeitungsschaltung legt, wobei die 1H-Verzögerungseinrichtung (4 5) ständig in Reihe mit einem Helligkeitssignalweg der Helligkeits-Signalverarbeitungsschaltung liegt, solange der Schalter (44) keinen Aussetzer feststellt.

3. Signalaufnahme- und Wiedergabeverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß vor oder nach der 1H-Verzögerungseinrichtung (45) ein FM-Demodulator (46) zur Demodulation des Helligkeitssignals eingeschaltet ist.

4. Signalverarbeitungsschaltung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die 1H-Verzögerungseinrichtung (25, 38, 45) eine akustische Verzögerungsleitung oder eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) enthält.

5. Signalverarbeitungsschaltung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Helligkeits-Signalverarbeitungsschaltung einen Aufwärtswandler (37, 49) um ein Wiedergabesignal aufwärts zu wandeln und einen Abwärtswandler (29, 39), der das Wiedergabesignal abwärts wandelt, enthält, wobei die 1H-Verzögerungseinrichtung (25, 38, 45) zwischen dem Aufwärts-Wandler (37, 49) und dem Abwärtswandler (29, 39) eingeschaltet ist.

6. Sxgnalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

aaß die Helligkelts-Signalverarbeitungsschaltung einen Wieciergabeentzerrer, der das aufwärts gewandelte Signal aus dem Aufwärtswandler entzerrt,

enthält.