DE3226038A1

DE3226038A1 - Filterschaltungen

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Publication number: DE3226038A1
Application number: DE19823226038
Authority: DE
Inventors: Takashi Yokohama Kanagawa Okada; Yutaka Tanaka
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-07-13
Filing date: 1982-07-12
Publication date: 1983-01-20
Anticipated expiration: 2002-07-13
Also published as: FR2509547A1; FR2509547B1; DE3226038C3; US4524382A; CA1178347A; GB2104341A; GB2104341B; NL8202833A; JPH0799804B2; DE3226038C2; JPS5810913A; NL192175C; NL192175B

Description

Fi 1terschaltungen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Filterschaltungen, insbesondere auf eine Filterschaltung, die auf einem neuartigen Konzept beruht und lediglich Störspitzen oder Spannungseinbrüche oder Geräuschspannungen eliminieren kann, ohne ein Original signal zu verschlechtern, oder lediglich das gewünschte Signal aus einer Vielzahl von gemischten oder zusammengesetzten Signalen ohne deren Verschlech- ^q terung gewinnen kann.

Um ein "originales" Signal aus einem Signal zu gewinnen, das Geräuschspannungen oder Störspitzen N-, - No hat, wie sie beispielsweise in Fig. IA gezeigt sind, ist bisher vorgeschlagen worden, ein Tiefpaßfilter zu verwenden, um auf diese Weise derartige Geräuschspannungen oder Störspitzen N, - N-, zu eliminieren. Das "Ori gi nal si gnal", das auf diese Weise daraus gewonnen wird, wird gemäß einem derartigen vorbekannten Verfahren an seinen Flanken, wie dies in Fig.

IB gezeigt ist, verrundet oder abgeflacht, wodurch sich eine Verschlechterung des Signals ergibt.

Außerdem ist bereits für ein Filter zum Trennen eines Leuchtdichtesignals Y und eines Farbartsignals C aus einem Farb-Videosignal des NTSC (national television system committee) - Systems ein sog. Kammfilter vorgeschlagen worden, das Vorteil aus der Tatsache zieht, daß eine vertikale Korrelation eines Bildrasters und einer Phase eines Hilfsträgers des Leutdichtesignals C bei jeder Einzeilenperiode invertiert wird. Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung eines solchen Kammfilters, in dem ein zusammengesetztes Videosignal Y+C, das einer Eingangsklemme 101 zugeführt wird, an eine Addierschaltung 102 und eine Subtrahierschaltung 103 geliefert wird. Das Signal, das an die Eingangsklemme 101 gelegt wird, wird außerdem über eine Einzeilenperioden-Verzögerungsschaltung 104 an die Addierschaltung 102 und die Subtrahierschaltung 103 geliefert. Anschließend werden Signale 2Y und 2C, die aus der oben genannten Addierschaltung

'■-. 3225038

102 und der Subtrahierschaltung 103 gewonnen werden, jeweils über ein erstes Dämpfungsglied 105 bzw. ein zweites Dämpfungsglied 106, wobei jedes dieser Dämpfungsglieder dazu benutzt wird, den Pegel des Signals, das ihm zugeführt wird, auf die Hälfte des Originalsignals herabzudämpfen, an Ausgangsklemmen 107 bzw. 108 geliefert.

Als nächstes wird die Wirkungsweise des vorbekannten Kammfilters, welches in Fig. 2 gezeigt ist, beschrieben. Es sei dazu angenommen, wie in Fig. 3A gezeigt, daß die Eingangsklemme 101 mit einem derartigen Signal versorgtwird, das beispielsweise fünf aufeinanderfolgende Abtastzeilenkomponenten enthält, in denen erste und zweite Signale i und j davon lediglich das Leuchtdichtesignal Y mit einem konstanten Pegel sind, während dritte, vierte und fünfte Signale k, ßund m davon gemischte oder zusammengesetzte Signal-e aus dem Leuchtdichtesignal Y und dem Farbartsignal C sind, die beide einen konstanten Pegel haben. Bei den zuvor getroffenen Annahmen ist außerdem vorausgesetzt, daß ein Signal, das der ersten Bildzeile vorangeht, gleich dem ersten Bildzeilensignal i ist.

Wenn die Eingangsklemme 101 mit dem Signal, das in Fig. 3A mit i bezeichnet ist, versorgt wird, tritt an dem Ausgang der Einzeilenperioden-Verzögerungsschaltung 104 ein Signal mit einer Wellenform auf, die die gleiche wie die des Signals i eine Zeilenperiode (IH) zuvor ist. Dementsprechend wird das Augangssignal aus der Addierschaltung 102 zu einem Signal mit einer Amplitude, die doppelt so groß wie die des

³^ Signals i ist. Dieses Signal wird dem ersten Dämpfungsglied 105 zugeführt, durch das es auf die Hälfte seines Pegels heruntergedämpft wird, so daß sich an der Ausgangsklemme 107 ein derartiges Signal einstellt, wie es durch i¹ in Fig. 3B dargestellt ist, und das gleich dem ersten Bildzeilensignal i in Fig. 3A ist. Überdies wird das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung zu Null, so daß an der Ausgangsklemme 108 ein Signal erzeugt wird, dessen Leuchtdichtesignalkomponente entfernt ist, wie dies durch i¹¹ in Fig.

-δι 3C gezeigt ist. Als nächstes wird, wenn die Eingangsklemme 101 mit einem Signal versorgt wird, das in Fig. 3A mit j bezeichnet ist, ähnlich wie oben an der Ausgangsklemme 107 ein Leuchtdichtesignal j', wie in Fig. 3B gezeigt, erzeugt, während an der Ausgangsklemme 108 ein Signal j¹¹ gemäß Fig. 3C erzeugt wird, das kein Leuchtdichtesignal Y enthält.

Wenn die Eingangsklemme 101 mit einem Signal, das in Fig. 3A mit k bezeichnet ist, versorgt wird, erzeugt die Einzeilenperioden (IH) - Verzögerungsschaltung 104 ein Signal, das durch j in Fig. 3A bezeichnet ist. Dementsprechend wird der Pegel des Leuchtdichtesignals Y an dem Ausgang der Addierschaltung 102 zweimal so hoch wie der Originalpegel, während der Pegel des Farbartsignals C gleich dem des Signals k ist. Deshalb wird an der Ausgangsklemme 107 ein Signal k¹, das in Fig. 3B gezeigt ist, erzeugt, wobei der Pegel des Leuchtdichtesignals Y davon gleich dem des Eingangssignals k in Fig. 3A und der Pegel des Farbartsignals C halb so groß wie der des Eingangssignals k ist. Deweite-.

ren wird an der Ausgangsklemme 108 ein Signal gewonnen, das durch k!' in Fig. 3C bezeichnet ist, wobei der Farbartsignalpegel halb so groß ist. Die Leuchtdichtesignal-Komponente wird dabei eliminiert.

Als nächstes erzeugt die Einzeilenperioden-Verzögerungsschaltung 104 dann, wenn die Eingangsklemme 101 mit einem Signal versorgt wird, das in Fig. 3A mit A bezeichnet ist, ein Signal k. Beim Vergleich des Signals k mit dem Signal A ist zu erkennen, daß die Leuchtdichtesignale Y daraus die gleiche Phasenlage und den gleichen Pegel haben, während die Farbartsignale C daraus die entgegengesetzte Phasenlage, jedoch den gleichen Pegel haben, so daß an der Ausgangsklemme 107 lediglich das Leuchtdichtesignal Y mit dem gleichen Pegel wie der des Eingangssignals erzeugt wird, wie dies in Fig. 3B durch £' angedeutet ist. Dagegen wird an der Ausgangsklemme 108 nur das Farbartsignal C mit dem gleichen Pegel wie der des Eingangssignals erzeugt, wie dies in Fig. 3C durch S." bezeichnet ist.

Als nächstes wird dann, wenn der Eingangsklemme 101 ein Signal zugeführt wird, das in Fig. 3A mit m bezeichnet ist, ähnlich Signal I an der Ausgangsklemme 107 nur das Leuchtdichtesignal Y, wie es durch m¹ in Fig. 3B bezeichnet ist, erzeugt, während an der Ausgangsklemme 108 nur das Farbartsignal C, das in Fig. 3C durch m¹¹ bezeichnet ist, erzeugt wi rd.

Insbesondere in dem vorbekannten Kammfilter, wie es in Fig.

IQ 2 gezeigt ist, ist es dann, wenn die Signale in den benachbarten Bildzeilen zwischen sich eine vertikale Korrelation aufweisen, möglich, das Leuchtdichtesignal Y von dem Farbartsignal C einwandfrei zu trennen. Wenn diese Signale jedoch keine vertikale Korrelation zwischen sich aufweisen, beispielsweise dann, wenn das Signal j der zweiten Bildzeile zu einem Signal k der dritten Bildzeile wird, wie dies durch das Signal k¹ in Fig. 3B gezeigt ist, wird das Farbartsignal C in das Ausgangssignal der Ausgangsklemme 107 zur Erzeugung des Leuchtdichtesignals Y gemischt, wodurch eine Punktinterferenz verursacht wird. Wie außerdem durch das Signal k¹¹ in Fig. 3C gezeigt ist, wird der Pegel des Farbartsignals C auf die Hälfte des Originalpegels davon heruntergedämpft, auf welche Weise die Vertikai auf 1ösung verschlechtert wird.

Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Filterschaltung zu schaffen, die von derartigen Signalverschlechterungen frei ist. Desweiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugründe, eine Filterschaltung zu schaffen, die einen Wellenverlauf eines Eingangssignals in eine vorbestimmte Wellenform bringen kann. Desweiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Filterschaltung zu schaffen, die eine Geräuschspannung oder eine Störspitze oder einen Spannungseinbruch aus einem Signal entfernen kann, ohne daß sich dabei die Wellenform des gewünschten Signals verschlechtert. Desweiteren liegt die Aufgabe für die vorliegende Erfindung darin, eine Filterschaltung zu schaffen,

bei der in einem Kammfilter zum Trennen eines Leuchtdichtesignals von einem Farbartsignal aus einem zusammengesetzten Signal selbst dann, wenn das Leuchtichtesignal und das Farbartsignal keine vertikale Korrelation zwischen sich haben, niemals eine Punktinterferenz verursacht und die Vertikalauflösung niemals verschlechtert wird. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Filterschaltung zu scharfen, du,r.ch tue ein Eingangssignal in eine vorbestimmte Wellenform gebracht werden kann, um dadurch eine Aperturkorrektur durchzuführen.

Die Aufgabe für die vorliegende Erfindung wird durch eine Filterschaltung mit einer Eingangsklemme, der ein Eingangssignal, das zu filtern ist, zugeführt wird, und mit Signalabtastmittelη zum Erfassen eines Pegels des Eingangssignals an einer Vielzahl vorbestimmter unterschiedlicher Punkte, die voneinander einen Abstand aufweisen, und zum Erzeugen einer Vielzahl von Erfassungssignalen gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Logikoperationsschaltung zum Erzeugen eines gefilterten Ausgangssignals einer gewünschten Wellenform durch Verarbeiten benachbarter Signale aus der Vielzahl von Erfassungssiqnalen auf der Grundlage einer vorbestimmten logischen formel vorgesehen sind.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der im folgenden anhand mehrerer, Ausführungsbeispiele betreffender Figuren gegebenen Beschreibung ersichtlich. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente und Teile.

Fig. IA und Fig. IB zeigen WeI1enformdiagramme, die jeweils zur Erklärung der Filterschaltung nach dem Stand der Technik benutzt werden.

Fig. 2 zeigt ei η Blockschaltbi1d, das ein Beispiel für eine Kammfilterschaltung nach dem Stand der Technik darstellt.

-δι Fig. 3Α - Fig. 3C zeigen Diagramme, die jeweils zur Erklärung der Arbeitsweise der Filterschaltung nach dem Stand der Technik benutzt werden.

Fig. 4 - Fig. 9 zeigen Diagramme, die jeweils zur Erklärung der vorliegenden Erfindung beneutzt werden.

Fig. 10 zeigt ein schematisches Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel für eine Filterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 11 und Fig. 12 zeigen Prinzipschaltbilder, die ein

praktisches Ausführungsbeispiel für die Filterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen. 15

Fig. 13 und Fig. 14 zeigen Diagramme, die jeweils dazu benutzt werden, ein anderes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung zu erklären.

Fig. 15 zeigt ein schmematisches Blockschaltbild, das eine Filterschaltung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung darstellt.

Fig. 16A - Fig. 16E sowie Fig. 17A und Fig. 17B zeigen Diagramme, die jeweils dazu benutzt werden, die Filterschaltung gemäß dem anderen Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung zu erklären.

Fig. 18 zeigt ein schematisches Blockschaltbild, das eine Filterschaltung eines weiteren Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung darstellt.

Fig. 19A - Fig. 19G zeigen Diagramme, die zur Erklärung

dieses Ausführungsbeispiels benutzt werden. 35

Fig. 20 zeigt ein schematisches Prinzipschaltbild, das eine praktische Ausführungsform einer Logikoperationsschaltung (analoges UND) des Ausführungsbeispiels

- 9 darstellt.

Fig. 21 zeigt ein schematisches Prinzipschaltbild einer praktischen Ausführungsform einer Logikoperationsschaltung (analoges ODER).

Anhand der Figuren werden die Ausführungsbeispiele für die vorliegende Erfindung im folgenden beschrieben.

Zunächst wird ein Modellraum beschrieben. Als Beispiel sei angenommen, daß ein Fernsehsignal für ein Halbbild aus m_ Bildelementen in horizontaler Richtung und £ Bildelementen in vertikaler Richtung besteht. Falls die Amplitude jedes dieser Bildelemente durch

repräsentiert wird, wobei die Bedingungen 1 Si <m und IS j <n bestehen, kann das zuvor erwähnte Fernsehsignal als ein solches betrachtet werden, bei dem f(x., y.) aus m χ η = k Bildpunkten, die sequentiell darin angeordnet s i η d , i s t.

Wenn beispielsweise die oben genannte Funktion als 25

f = Cf₁, f₂ ... f_k)
ausgedrückt wird, wobei
f_} = f (X₁, Y₁)

ist, kann dieses Fernsehsignal eines Halbbildes als ein Vektor F mit k Dimensionen betrachtet werden.

-ΙΟΙ Ein mill tidimensi onaler Raum, der durch Ausdrücken der Pegel des Signals bei einer Vielzahl von Zeitpunkten für jede Dimension in der Vektordarstellung, wie sie oben beschrieben worden ist, dargestellt wird, wird allgemein als Modell raum bezeichnet.

Entsprechend ist es durch Verwenden der Pegel f. ,, f. und f_{t + 1} , wobei 2St<k - 1 ist), möglich, einen Modellraum mit drei Dimensionen zu konstruieren.

Fig. 4 zeigt ein perspektivisches Diagramm, das einen derartigen dreidimensionalen Modellraum darstellt, in dem die betreffenden Vektoren bei gegebenen Punkten innerhalb des Raumes, der durch die Maximalpegel des Signals umgeben ist, ausgedrückt sind.

In diesem dreidimensionalen Modellraum gibt eine Linie, die einen Ursprungspunkt 0 mit einem Punkt P verbindet, bei dem der Vektor seinen Maximalwert hat, die folgenden Gleichungen an:

^ft-l = ^ft ^{= f}t ₊ l.

Außerdem gibt eine Ebene, die in Fig. 5A gezeigt ist, die folgenden Bedingungen an:

g ,

folgenden Bedingungen an:

^ft-l ^{= f}t * ^ft+l

Desweiteren zeigt eine Ebene, die in Fig. 5B gezeigt ist, die Bedingungen an, wie sie durch

^ft-l *^ft ^{= f}t₊l

gegeben sind, so daß diese die Tatsache repräsentieren, daß das Signal stufenweise verändert wird.

Währenddessen zeigt eine Ebene, die in Fig. 5C dargestellt ist, die Bedingungen an, die durch

./y-;: .;;--■": 32?6038

^ft-i ^{= f}t₊i * ^ft

gegeben sind, was anzeigt, daß das Signal plötzlich verändert wird.
5

Wenn der dreidimensionale Modellraum von einer Position aus, die in Verlängerung der Linie 0 - P liegt, betrachtet wird, ergibt sich eine Darstellung, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, wobei die Signale in den betreffenden Bereichen an der äußeren Peripherie der Linie O - P variiert werden, wie dies in der Figur gezeigt ist. In der Figur ist die Linie O - P in Fig. 4 durch das Zentrum dargestellt, die Ebene in Fig. 5A durch die Achse A, die Ebene in Fig. 5B durch die Achse B und die Ebene in Fig. 5C durch die Achse

In diesem Fall werden die Signale, da die Korrelation zwischen den benachbarten Signalen des Original signals sehr stark ist, in den betreffenden Bereichen in ihrer Verteilung in einem Bereich von den Linien A-A¹ bis C-C¹ konzentriert, während sie nicht in der Nähe der Linie B-B¹ vorhanden sind, wie dies in perspektivischen Diagrammen durch Schraffur in Fig. 6 und Fig. 7A gezeigt ist. Währenddessen werden, da eine Störspannung oder dergl . keine Kor-

²^ relation zwischen den benachbarten Signalen haben kann, diese gleichförmig über alles verteilt, wie dies in Fig. 7B gezeigt ist. Im Falle eines derartigen Signals, wie es beispielsweise in Fig. 8 gezeigt ist, wird dieses Signal, wenn es in den zuvor erläuterten Modellraum umgesetzt wird, zu einem Signal, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. In Fig. 8 bezeichnen die kleinen Kreise O die Positionen des Signals.

In diesem Fall können die Geräuschspannungen oder Störspitzen oder Spannungseinbrüche dann, wenn die Positionen der Signale außerhalb der Bereiche liegen, wie es in Fig. 9 durch Schraffuren gezeigt ist, beispielsweise verschoben werden, wie dies durch Pfeile angedeutet ist, diese Geräuschspannungen oder Störspitzen oder Spannungseinbrüche

-12-

N-, -N- eliminiert werden. Diese Bewegung oder Verschiebung kann beispielsweise durch eine logische Berechnung wie folgt durchgeführt werden:

f_t' = MAXiMIN ( f_t__r f_t ), MIN ( f _t,

MIN ( f_t_-,, f_{t + 1} )} ...(D

= MINiMAX ( f_t_₁, f_t ), MAX ( f_t, f_t+] ),

MAX ( f_t_₁, f_{t + 1} )} . . .(2),

wobei das Symbol "MAX" anzeigt, daß der Maximalwert aus dem folgenden Kl ammerausdruck ausgewählt wird, während das Sy mbol "MIN" anzeigt, daß der Minimalwert darin ausgewählt wird. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß "MAX" eine ODER-Operation bzw. "MIN" eine UND-Operation repräsentiert, wobei beide in analoger Weise in der logischen Berechnung durchgeführt werden.

Wenn die oben erläuterte Berechnung durchgeführt wird, wird der Teil der Geräuschspannung oder der Störspitzen oder der Spannungseinbrüche N-, aus beispielsweise Fig. 8 zu

f₈' = MAXiMIN ( f_?, fg ), MIN ( fg, f_g ),

MIN ( f₇, f₉ )}

= MAX ( fg, fg, f₇ )

Außerdem wird der Teil der Geräuschspannung oder der Stör· spitze oder des Spannungseinbruchs N^ zu 35

f_u ■ MAXfMIN ( f₁₀, f_r] ), MIN ( f _{] ]} , f_]2 ),

MIN

= MAX ( f₁₀, f₁₂, f₁₀ )

^{= f}12,
5

wodurch die Geräuschspannungen oder Störspitzen oder Spannungseinbrüche N-, und N₂ eliminiert werden. Die Geräuschspannung oder Störspitze oder der Spannungseinbruch N- kann ebenfalls ähnlich wie die Geräuschspannung oder Störspitze oder der Spannungseinbruch N-, eliminiert werden.

Während dieser beispielsweise in dem Signal f,- zu

f₅' = MAXiMIN ( f₄, f₅ ), MIN ( ί_ζ, f_g ), 15

MIN ( f₄, f₆ )}

= MAX ( f₄, f₅, f₄ )

_ - ■

~ ^T5

wird.

Außerdem wird er in dem Signal f_fi zu ^b

f,¹ = MAXiMIN ( f_K, fr ), MIN ( f,, f₇ ), MIN ( f₅, f₇ )}

= MAX ( f₅, f₆, f₅ )

auf welche Weise das Originalsignal - so wie es angeboten wird - herausgezogen wird.

Wie oben ausgeführt, ist es gemäß der Filterschaltung nach der vorliegenden Erfindung möglich, die Geräuschspannung zu

eliminieren, ohne daß dabei das Originalsignal verschlechtert wird.

In Fig. 10 - Fig. 12 wird eine praktische Schaltungsanordnung einer Filterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.

Zunächst zeigt Fig. 10 ein schematisches Blockschaltbild der Gesamtanordnung, bei der ein Signal einer Eingangskiemme 1 zugeführt wird, woraufhin dieses Signal einer Reihenschaltung - bestehend aus einer ersten Verzögerungsschaltung 2 und einer.zweiten Verzögerungsschaltung 3 - zugeführt wird, wobei jede dieser Verzögerungsschaltungen eine Verzögerungszeit hat, die gleich einer Periode der Maximalfrequenz des Originalsignals ist. Desweiteren werden das Signal, das der Eingangskiemme 1 zugeführt wird, und die Ausgangssignale der beiden Verzögerungsschaltungen 2 und 3 einer Logikoperationsschaltung 4 zugeführt, um die logischen Berechnungen in Übereinstimmung mit den zuvor genannten logischen Formeln (1) oder (2) durchzuführen, wobei das Signal in der Logikoperationsschaltung durch logische Operationen verarbeitet und dann ein Ergebnissignal an eine Ausgangsklemme 5 abgegeben wird.

Die oben angegebene Logikoperationsschaltung 4 ist wie folgt aufgebaut:

Fig. 11 zeigt ein Prinzipschaltbild eines praktischen Ausführungsbeispiels für eine Schaltungsanordnung der Logikoperationsschaltung 4, die gemäß der oben genannten logischen Formel (1) aufgebaut ist. In der Figur sind drei Sätze von Schaltungen vorgesehen, die jeweils aus einem Paar von. pnp-Transistoren 51a, 52a; 51b, 52b; 51c, 52c gebildet sind. Die Kollektoren dieser Transitoren sind miteinander geerdet, und die Emitter dieser Transistoren jedes Paares sind miteinander verbunden. Die Verbindungspunkte der Emitter sind über Widerstände 53a, 53b bzw. 53c mit einem Stromversorgungsanschluß 54 zusammengeschaltet. Desweiteren sind An-

Schlüsse 55a, 55b und 55c vorgesehen, an die Signale f._, , f. bzw. ff₊i gelegt werden. Der Anschluß 55a ist mit den Basen der Transistoren 51a und 52c, der Anschluß 55b mit den Basen der Transistoren 52a und 51b und der Anschluß 55c mit den Basen der Transistoren 52b und 51c verbunden. Desweiteren sind die zuvor genannten Verbindungspunkte der Emitter der Transistoren 51a - 52c jeweils mit den Basen von npn-Transistören 56a, 56b bzw. 56c verbunden, während jeder Kollektor dieser Transistoren 56a - 56c mit dem Strom-Versorgungsanschluß 54 verbunden ist. Außerdem sind die Emitter dieser Transistoren miteinander verbunden, und der Verbindungspunkt dazwischen ist über einen Widerstand 57 an Erde gelegt. Der oben genannte Verbindungspunkt zwischen den Emittern der Transistoren 56a - 56c ist im übrigen mit einer Ausgangsklemme 58 verbunden.

Gemäß der Schaltungsanordnung, die - wie in Fig. 11 gezeigt - auf diese Weise aufgebaut ist, wählt das Paar von Transistoren 51a und 52a das kleinere Signal aus den Signalen aus, die den Anschlüssen 55a und 55b zugeführt werden, das zweite Paar von Transistoren 51b und 52b wählt das kleinere Signal aus den Signalen <iu·,, d1o den Anschlüssen i>!>b und 55c zugeführt werden, und das dritte Paar von Transistoren 51c und 52c wählt das kleinere Signal aus den Signalen aus, die den Anschlüssen 55c und 55a zugeführt werden. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß ein UND-Ausgangssignal in analoger Arbeitsweise durch die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 11 bereitgestellt werden kann. Desweiteren wird ein Maximumsignal durch die Transistoren 56a bis 56c aus den Signalen ausgewählt, die von den Transistoren 51a bis 52c geliefert werden, das dann an der Ausgangsklemme 58 gebildet wird. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß von dieser Schaltungsanordnung ein ODER-Ausgangssignal, das durch eine analoge Arbeitsweise gewonnen wird, bereitgestellt werden kann.

Fig. 12 zeigt ein Prinzipschaltbild einer praktisch ausgeführten Schaltungsanordnung einer Logikoperationsschaltung

4 in Korrespondenz mit der zuvor erläuterten logischen Formel (2). In diesem Ausführungsbeispiel sind die pnp-Transistoren 51a bis 52c, die in Fig. 11 gezeigt sind, jeweils durch npn-Transistören 51a¹ bis 52c' ersetzt, die npn-Transistoren 56a bis 56c davon sind jeweils durch pnp-Transistören 56a¹ bis 56c' ersetzt, und der Stromversorgungsanschluß 54 und Erde sind vertauscht. In Übereinstimmung mit dieser in Fig. 12 gezeigten Schaltungsanordnung wählen die Transistoren 51a¹ bis 52c¹ die größeren Signale aus denen, die zugeführt werden, aus, während die Transistoren 56a¹ bis 56c¹ die kleineren Signale aus den zugeführten Signalen auswählen.

Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, kann die Filterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine sehr einfache Schaltungsanordnung realisiert werden.

Im folgenden wird eine Beschreibung für andere Ausführungsbeispiele für die vorliegende Erfindung gegeben, in denen die vorliegende Erfindung auf ein Trennfilter zum Trennen des Leuchtdichtesignals und des Farbartsignals aus dem Videosignal des NTSC-Systems angewendet ist.

In dem Farb-Videosignal des NTSC-Systems wird die Phase des Hilfsträgers des Farbartsignals bei jeder Zeilenperiode invertiert. Deshalb werden anstelle der zuvor genannten Signale f. ,, f. und f. ₊ -, ein Signal f., ein Signal f^u aus einer Zeilenperiode zuvor und ein Signal f.₊„ einer Zeilenperiode danach verwendet, um einen Modellraum ähnlich dem oben beschriebenen zu bilden.

Wenn dies ausgeführt wird, wie es in Fig. 13 und Fig. 14 gezeigt ist, werden die Leuchtdichtesignalkomponenten davon im wesentlichen zwischen den Achsen A und C verteilt, während die Farbartsignalkomponenten davon in der Nähe der Achse B verteilt sind, wobei die Leuchtdichtesignalkomponenten und die Farbartsignalkomponenten jeweils durch ο bzw. χ angedeutet sind. Dementsprechend ist es , wenn das Farbart-

signal aus den zuvor genannten Signalen gewonnen wird, ausreichend, eine Verschiebung in Richtung der Achse B in dem Modellraum durchzuführen.

Fig. 15 zeigt ein schematisches Blockschaltbild, das eine Schaltungsanordnung zum Gewinnen des Farbartsignals aus dem Videosignal - wie zuvor beschrieben - darstellt. In der Schaltungsanordnung gemäß dieser Figur wird ein Signal, das einer Eingangsklemme 10 zugeführt wird, an ein Bandpaßfilter 11 weitergeleitet, durch das das Farbartssignal und Komponenten hoher Frequenz des Leuchtdichtesignals gewonnen werden. Die Signale, die auf diese Weise gewonnen werden, werden einer Reihenschaltung zugeführt, die aus einer ersten Verzögerungsschaltung 12 und einer zweiten Verzögerungsschaltung 13 gebildet ist, wobei jede dieser Verzögerungsschaltungen eine Verzögerungszeit aufweist, die gleichwertig mit einer Zeilenperiode ist. Desweiteren wird das Signal, das von dem Bandpaßfilter 11 abgegeben wird, über einen ersten Inverter 14 und einen ersten Addierer 15 an eine Logikoperationsschaltung 16 geliefert. Außerdem wird das Signal, das durch die erste Verzögerungsschaltung 12 gewonnen wird, der Logikoperationsschaltung 16 über einen zweiten Addierer 17 zugeführt. Darüberhinaus wird das Signal, das von der zweiten Verzögerungsschaltung 13 gewonnen wird, der Logikoperationsschaltung 16 über einen zweiten Inverter 18 und einen dritten Addierer 19 zugeführt. Desweiteren wird eine Gleichspannung, die von einer positiven Spannungsquelle 20 zur Verfugung gestellt wird, an die Addierer 15, 17 und 19 gelegt, um so eine Vorspannung zu er-

zeugen, die es ermöglicht, daß alle Signale, die der Logikoperationsschaltung 16 zugeführt werden, zu positiven Signalspannungen werden.

Für die Logikoperationsschaltung 16 wird eine Schaltungsan-

Ordnung verwendet, die gleich der zuvor erläuterten Logikoperationsschaltung 4 gemäß Fig. 10 ist.

Folglich werden die Signale i, j, k, ü und m der betreffen-

den Bildzeilen, wie sie in Fig. 16A gezeigt sind, der Eingangsklemme 10 zugeführt. Zu einem Zeitpunkt, zu dem das Farbartsignal j der zweiten Bildzeile erzeugt wird, werden Signale i, j und k, wie in Fig. 16B gezeigt, der Logikoperationsschaltung 16 zugeführt. Außerdem werden zu einem Zeitpunkt, zu dem das Farbartsignal k der dritten Bildzeile erzeugt wird, Signale j, k und T, wie in Fig. 16C gezeigt, an die Logikoperationsschaltung 16 geliefert. Darüberhinaus werden zu einem Zeitpunkt, zu dem das Farbartsignal SL der vierten Bildzeile erzeugt wird, Signale ~k, SL und m, wie in Fig. 16D gezeigt, der Logikoperationsschaltung 16 zugeführt.

Oa diese Signale der Logikoperationsschaltung 16 zugeführt werden, erzeugt die Logikoperationsschaltung 16 derartige Signale wie j ' , k¹ und Γ, wie dies in Fig. 16E gezeigt ist. Zurückkommend auf Fig. 15 ist festzustellen, daß diese Signale j', k¹ und I' einer ersten Subtrahierschaltung 21 zugeführt werden, in der von diesen die Vorspannung aus der positiven Spannungsquelle 20 subtrahiert wird. Diese Signale j¹, k¹ und I' werden an einen vierten Addierer 22 abgegeben, und die originalen Signale j, k und SL , die von der ersten Verzögerungsschaltung 12 gewonnen wurden, werden ebenfalls dem vierten Addierer 22 zugeführt, durch den, wie durch Si gnal bezei chnungen j¹¹, k¹¹ und SL'' in Fig. 17A gezeigt, eine Leuchtdichtesignalkomponente Yn eines Bandes mit hoher Frequenz aus diesen eliminiert wird. Das Farbartsignal C, dessen Leuchtdichtesignalkomponente entfernt worden ist, wird einem ersten Dämpfungsglied 23 zugeführt, in dem der Pegel dieses Signals auf den halben Wert, heruritergedämpft wird, wodurch das Signal den halben Pegel des Originalsignals hat. Dieses entstandene Signal triLt an einer ersten Ausgangsklemme 24 auf.

«^t!v :M «* Ni on.« I^ j', k¹ und -C ' aus dem ersten Subtrahierer 21 werden an einen zweiten Subtrahierer 25 geliefert, und die Original signale j, k und l, die aus der ersten Verzögerungsschaltung 12 gewonnen werden, werden ebenfalls an den zwei-

ten Subtrahierer 25 geliefert, in dem, wie durch die Signale j ' ' ' , k¹'' und &' ' ' in Fig. 17B angedeutet, die Farbartsignalkomponente eliminiert wird. Die Komponente eines Bandes hoher Frequenz in den Leuchtdichtesignal Y, dessen Farbartsignalkomponente entfernt worden ist, wird an ein zweites Dämpfungsglied 26 abgegeben, das den Pegel auf den halben Wert heruntergedämpft, wodurch das Signal so umgesetzt wird, daß es einen Pegel hat, der gleich dem Pegel des Original si gnal s ist.

Außerdem wird das Signal, das an die Eingangsklemme 10 gelegt wird, einem Tiefpaßfilter 27 zugeführt, durch das ein Leuchtdichtesignal Y. eines Bandes niedriger Frequenz, das durch das zuvor erwähnte Bandpaßfilter 11 zurückgehalten worden ist, erzeugt wird. Dieses Leuchtdichtesignal Y, wird über eine dritte Verzögerungsschaltung 28, die eine Verzögerungszeit hat, welche gleich einer Zeilenperiode ist, an einen fünften Addierer 29 geliefert wird. Dieser fünfte Addierer 29 wird ebenfalls mit dem Signal aus dem zweiten Dämpfungsglied 26 versorgt. Auf diese Weise wird das Leuchtdichtesignal Y, indem die Komponenten des Bandes hoher Frequenz und des Bandes niedriger Frequenz addiert werden, an einer zweiten Ausgangsklemme 30 erzeugt.

Deshalb können in Übereinstimmung mit der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 15, wie dies aus Fig. 17A und Fig. 17B verständlich wird, für den Fall, daß keine vertikale Korrelation zwischen den Signalen benachbarter Bildzeilen besteht, ohne Erzeugung von Punktinterferenzen und ohne eine Verschlechterung der vertikalen Auflösung das Leuchtdichtesignal Y und das Farbartsignal C voneinander getrennt werden.

Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung beschrieben, wobei die Filterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Vertikal-Aperturkorrekturschaltung für das Videosignal angewendet i st.

-σοι Fig. 18 zeigt ein schematisches Blockschaltbild dieses Ausführungsbeispiels, bei dem ein Signal, das einer Eingangsklemme 40 zugeführt wird, an eine Reihenschaltung geliefert wird, die aus einer Verzögerungsschaltung 41 und einer weiteren Verzögerungsschaltung 42 gebildet ist, wobei jede dieser Verzögerungsschaltungen eine Verzögerungszeit hat, die gleichwertig mit einer Zeilenperiode ist. Das Signal, das an die Eingangsklemme 40 gelegt wird, und die Signale aus den Verzögerungsschaltungen 41 und 42 werden jeweils an .10 eine erste Logikoperationsschaitung 43 und eine zweite Logikoperationsschaitung 44 geliefert. Die erste Logikoperationsschaitung 43 führt die im folgenden angegebene logische Operations aus:

' V = MIN ( f_t__H, f_t f_t+H )

Die zweite Logikoperationsschaitung 44 führt die im folgenden angegebene logische Operation aus:

V = MAX ( f_t__H, f_t, f_t+H )

Das Signal aus der Verzögerungsschaltung 41 wird an eine erste Subtrahierschaltung 45 und eine zweite Subtrahierschaltung 46 geliefert, und die Signale aus der ersten Logikoperationsschaltung 43 und der zweiten Logikoperationsschaitung 44 werden ebenfalls der ersten Subtrahierschaltung 45 und der zweiten Subtrahierschaltung 46 zugeführt, wodurch die letzteren von dem Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 41 subtrahiert werden. Die Signale, die in der ersten Subtrahierschaltung 45 und der zweiten Subtrahierschaltung 46 gewonnen werden, werden in einer ersten Addierschaltung 47 addiert. Das entstandene Additionssignal ' wird über ein Dämpfungsglied 48 an eine zweite Addierschaltung 49 geliefert, während das Signal aus der Verzögerungsschaltung 41 der zweiten Addierschaltung 49 zugeführt wird, so daß ein Signal, das von der zweiten Addierschaltung 49 abgegeben wird, an einer Ausgangsklemme 50 auftritt.

Folglich erzeugt die erste Logikoperationsschaltung 43 in Übereinstimmung mit der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 18 dann, wenn das Signal bei jeder Einzeilenperiode, nämlich dann, wenn das Signal in dem fall, daß das Bild vertikal betrachtet wird, verändert wird, wie dies in Fig. 19A gezeigt ist, ein derartiges Signal, wie es in Fig. 19B gezeigt ist. Dieses Signal wird von dem Originalsignal durch die erste Subtrahierschaltung 45 (Fig. 18) subtrahiert, um ein derartiges Signal, wie es in Fig. 19C gezeigt ist, erzeugen zu können. Außerdem erzeugt die zweite Logikoperationsschaltung 44 ein derartiges Signal, wie es in Fig. 19D gezeigt ist, das von dem Originalsignal durch die zweite Subtrahierschaltung 46 (Fig. 18) subtrahiert wird, um ein derartiges Signal, wie es in Fig. 19E gezeigt ist, erzeugen zu können. Diese Signale, die in Fig. 19C und Fig. 19E gezeigt sind, werden durch die erste Addierschaltung 47 addiert, um auf diese Weise ein Signal zu bilden, wie es in Fig. 19F gezeigt ist. Dieses Signal wird der zweiten Addierschaltung 49 zugeführt, in der es auf das Originalsignal mit dem richtigen Pegel addiert wird, wodurch ein korrigiertes Vertikaiapertursignal, wie es in Fig. 19G gezeigt i st, erzeugt wi rd.

Die erste Logikoperationsschaltung 43 für das MIN-Ausgangssignal (analoges UND) besteht beispielsweise aus drei pnp-Transistoren 61a, 61b und 61c, wie dies in Fig. 20 gezeigt ist. Außerdem besteht die zweite Logikoperationsschaltung 44 für das MAX-Ausgangssignal (analoges ODER) beispielsweise aus drei npn-Transistören 62a, 62b und 62c, wie dies in Fig. 21 gezeigt ist.

Wie zuvor ausgeführt, ist es in Übereinstimmung mit der Filterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, unterschiedliche Signale im Zusammenhang mit den gewünschten Zwecken auszufi1 tern.

Während in dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel alle Signale im positiven Potential bereich verarbeitet werden,

kann eine ähnliche Filterung von Signalen durchgeführt werden, wenn die Signale in positiven und negativen Bereichen verarbeitet werden.

Überdies ist es möglich, daß - bevor eine Filterung des Signals in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird - die Filterschaltung nach dem Stand der Technik benutzt wird, um eine gewünschte Vorverarbeitung für das Signal durchzuführen.

IO

Desweiteren kann die Filterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Filterung in einem multidimensionalen Modellraum, der die zwei Dimensionen enthält, durchgeführt werden .

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Außerdem kann die Filterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl auf Fälle, in denen das Signal in Form von analogen Signalen verarbeitet wird, als auch auch auf Fälle, in denen das Signal in Form von digitalen Signalen verarbeitet wird, angewendet werden.

Die zuvor gegebene Beschreibung bezieht sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele für die vorliegende Erfindung. Es ist jedoch für den Fachmann ersichtlich, daß zahlreiche Modifikationen und Variationen durch den Fachmann vorgenommen werden können, ohne daß dazu der allgemeine Erfindungsgedanke oder der Schutzumfang, der durch die Ansprüche bestimmt ist, verlassen werden müßte.

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Leerseite

Claims

Dipl.-Ing. H. MiTSCHERLICH " " * D-SDOÖ'Wö NCHEN 22

Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstroße 10

Dr.rer.nat. W. KÖRBER ® (089) «296684

Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS
PATENTANWÄLTE

12. Juli 1982 Sony Corporation
7-35, Kitashinagawa 6-chome,
Shi nagawa-ku,
Tokyo/Japan

Ansprüche:

(]J) Filterschaltung mit einer Eingangsklemme, der ein zu filterndes Eingangssignal zugeführt wird, und mit Signalabtastmitteln zum Erfassen des Pegels des Eingangssignals an einer Vielzahl von vorbestimmten unterschiedlichen Punkten, die voneinander einen Abstand aufweisen, und zum Erzeugen einer Vielzahl von Erfassungssignalen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Logikoperationsschaltung (4; 16; 43, 44) zum Erzeugen eines gefilterten Ausgangssignals einer gewünschten Wellenform durch Verarbeiten benachbarter Signale aus der Vielzahl von Erfassungssignalen auf der Grundlage einer vorbestimmten logischen Formel vorgesehen i st.
2. Filterschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e π η zeichnet, daß die Signalabtastmittel den Pegel des Eingangssignals an zumindest drei Punkten abtasten und daß die Logikoperationsschaltung (4; 16; 43, 44) zumindest drei Anschlüsse (55a, 55b, 55c) hat, an die drei Erfassungssignale aus den Signalabtastmittelη zum Abtasten des Eingangssignals gelegt werden.
3. Filterschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalabtastmittel zum Abtasten des Eingangssignals zumindest eine erste Verzögerungsschaltung (2; 12; 41) zum Verzögern des Eingangssignals zum Zwecke des Erzeugens eines ersten verzögerten Signals und eine zweite Verzögerungsschaltung (3; 13; 42) zum Erzeugen

eines zweiten verzögerten Signals haben, und daß das Eingangssignal, das erste verzögerte Signal und das zweite verzögerte Signal jeweils der Logikoperationsschaltung (4; 16; 43, 44) als benachbarte Erfassungssignale zugeführt werden.
4. Filterschaltung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Logikoperationsschaltung (4; 16; 43, 44) zumindest zwei analoge UND- (oder ODER-) Schaltungen , wovon jede mit benachbarten Erfassungssignalen versorgt wird, und zumindest eine analoge ODER- (oder UND-) Schaltung, die mit den Ausgangssignalen der beiden analogen UND- (oder ODER-) Schaltungen versorgt wird, enthält, wodurch die ODER- (oder UND-) Schaltung(en) ein von Geräuschspannungen oder Störspitzen befreites Ausgangssignal erzeugt bzw. erzeugen.
5. Filterschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der analogen UND- oder ODER-) Schaltungen aus ersten und zweiten Transistoren (51a, 51b, 51c, 52a, 52b, 52c; 51a¹, 51b', 51c¹; 52a¹, 52b¹, 52c¹) besteht, deren Basiselektroden mit den betreffenden benachbarten Erfassungssignalen versorgt werden, deren Emitterelektroden über einen gemeinsamen Widerstand (53a, 53b, 53c) auf ein vorbestimmtes Potential und deren Kollektorelektroden auf ein zweites Potential gelegt sind, so daß ein Ausgangssignal an den Emitterelektroden der ersten und zweiten Transistoren (51a, 51b, 51c, 52a, 52b, 52c; 51a¹, 51b¹, 51c¹, 52a¹, 52b¹, 52c¹) gewonnen wird.