DE3227895A1

DE3227895A1 - Circuit for crispening the edges of a video signal, particularly for a video recorder.

Info

Publication number: DE3227895A1
Application number: DE19823227895
Authority: DE
Inventors: Heiko 3000 Hannover Brüshaber
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson oHG
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1982-07-26
Publication date: 1984-01-26
Also published as: DE3227895C2

Abstract

In the circuit according to the main application for crispening the edges of a video signal by means of two differentiating stages (12, 17) each followed by an amplitude delimiter, disturbing relief edges can occur with strong signal discontinuities in the image reproduction. These are avoided by only providing an amplitude limiter (18) at the output of the second differentiating stage (17). <IMAGE>

Description

Schaltung zur Versteilerung der Flanken eines Videosignals,Circuit for steepening the edges of a video signal,

insbesondere für einen Videorecorder, Zusatz zu P 31 40 761.7 Die Hauptanmeldung geht aus von einer Schaltung zur Versteilerung der Flanken eines Videosignals, insbesondere für einen Videorecorder, bei der dem Videosignal ein durch zweifache Differentiation des Videosignals gewonnenes Korrektursignal in einer Addierstufe hinzugefügt wird.especially for a video recorder, addition to P 31 40 761.7 Die The main application is based on a circuit for steepening the edges of a Video signal, especially for a video recorder, in which the video signal is a Correction signal obtained by two-fold differentiation of the video signal in one Adding stage is added.

Der Erfindung nach der Hauptanmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen, die bei kleinen Signalsprüngen im Videosignal eine optimale Bildverbesserung bewirkt, ohne daß bei größeren Signalsprüngen störende Spannungsspitzen im Video signal auftreten.The invention according to the main application is based on the object to create a circuit that is optimal for small signal jumps in the video signal Image improvement is achieved without disruptive voltage peaks in the event of larger signal jumps occur in the video signal.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Mittel zur Amplitudenbegrenzung des Korrektursignals vorgesehen sind. Dabei ist vorzugsweise jeweils am Ausgang der beiden Differenzierstufen zur Erzeugung des Korrektursignals ein Amplitudenbegrenzer vorgesehen.This object is achieved in that means for limiting the amplitude of the correction signal are provided. It is preferably at the exit an amplitude limiter of the two differentiating stages for generating the correction signal intended.

Bei einer derartigen Schaltung kann noch folgende Stärung auftreten. Bei starken Schwarz/Weiß-Sprüngen oder Weiß/Schwarz- Sprüngen im Videosignal können bei der Bildwiedergabe sogenannte Plastikkanten in Form von Umrandungen oder Doppelkonturen auftreten, die als störend empfunden werden. Die Bildwiedergabe kann bei derartig großen Signalsprüngen subjektiv schlechter sein als ohne Anwendung der Korrektur schaltung.With such a circuit, the following disturbance can occur. In the case of strong black / white jumps or white / black Jumps in When displaying images, video signals can have so-called plastic edges in the form of borders or double contours occur which are perceived as annoying. The image reproduction can be subjectively worse with such large signal jumps than without application the correction circuit.

Diese Störungen lassen sich grundsätzlich durch eine Reduzierung der Amplitude des Korrektursignals verringern. Dann wird aber die Wirkung der Schaltung bei kleinen Signalsprüngen in unerwünschter Weise verschlechtert.These disturbances can basically be reduced by reducing the Reduce the amplitude of the correction signal. But then the effect of the circuit undesirably deteriorated in the case of small signal jumps.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Störungen in Form von Plastikkanten zu verringern, ohne daß die Wirkung der Schaltung bei kleinen Signalsprüngen verringert wird. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildunzen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. -Die erfindung beruht auf folgender Erkenntnis. Bei einem hohen Signalsprung in dem an die Basis eines Transistors angelegten Videosignal ist das an einer Differenzierspule im Kollektorkreis des Transistors auftretende differenzierte Signal ohne Begrenzung ebenfalls entsprechend groß.The invention is based on the problem of the disturbances described in the form of plastic edges without affecting the circuit small signal jumps is reduced. This task is carried out by the in claim 1 described invention solved. Advantageous further development ounces of the invention are described in the subclaims. -The invention is based on the following knowledge. In the event of a high signal jump in the video signal applied to the base of a transistor is that which occurs at a differentiating coil in the collector circuit of the transistor differentiated signal without limitation also correspondingly large.

Gleichzeitig ist die Basis des differenzierten Impulses entsprechend breiter. Wenn jetzt eine Amplitudenbegrenzung erfolgt, wird der differenzierte Impuls derart verformt, daß die Impulsspitze abgetrennt wird. Dadurch entsteht ein je nach Sprunghöhe unterschiedlich breites Impulsdach. Wenn dieses Signal an eine zweite Differenzierstufe gelangt1 so entsteht kein doppelt differenzierter Impuls, sondern zwei einzelne Impulse mit einem zeitlichen Abstand, der etwa der Dauer des genannten Impulsdaches entspricht. Diese Impulse an der zweiten Differenzierstufe sind durch die Beziehung u (t) = L.di/dt erklärbar. Während des genannten Impulsdaches ist der Strom durch die Differenzierspule konstant, so daß durch die Differenzierung keine Korrekturspannung auftritt. Nur an der Vorder- und Rückflanke des der zweiten Differenzierstufe zugeführten Signal es arbeitet die zweite Differenzierstufe als Differenzierentzerrer, da hier di/dt nicht konstant ist, also eine über die Zeitachse gesehen vorhandene Stromänderung vorliegt. Bei stark amplitudenbegrenzter Ansteuerung der zweiten Differenzierstufe erfolgt somit eine weitere Verformung des Korrektursignals. Bei der Addition dieses Korrektursignals zum Videosignal entstehen bei der Bildwiedergabe die beschriebenen Plastikkanten. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn gemäß der Erfindung am Ausgang der ersten Differenzierstufe keine Amplitudenbegrenzung vorgenommen wird und die Amplitudenbegrenzung nur am Ausgang der zweiten Differenzierstufe erfolgt. Der schaltungstechnische Aufwand wird dadurch noch verringert, weil der Amplitudenbegrenzer am Ausgang der ersten Differenzierstufe entfällt. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahme die Störung in Form der Plastikkanten beträchtlich verringert wird, während die Wirkung der Korrekturschaltung bei kleinen Signalsprüngen unverändert erhalten bleibt.At the same time, the base of the differentiated impulse is corresponding wider. If there is now an amplitude limitation, the differentiated pulse will be deformed so that the peak of the pulse is severed. This creates a depending on Jump height of different width impulse roof. When this signal to a second Differentiating stage arrives1 so there is no doubly differentiated impulse, but rather two individual impulses with a time interval approximately equal to the duration of the one mentioned Impulse roof corresponds. These pulses at the second differentiation stage are through the relationship u (t) = L.di / dt can be explained. During the mentioned impulse roof is the current through the differentiating coil is constant, so that through the differentiation no correction voltage occurs. Only on the leading and trailing flanks of the second Differentiating stage supplied signal it works as the second differentiating stage Differentiating equalizer, since di / dt is not constant here, i.e. one over the time axis as seen there is a current change. With strongly amplitude-limited control the second differentiating stage thus results in a further deformation of the correction signal. When this correction signal is added to the video signal, the image is reproduced the described plastic edges. Therefore it is advantageous if according to the invention no amplitude limitation is made at the output of the first differentiating stage and the amplitude limitation only takes place at the output of the second differentiating stage. This further reduces the circuit complexity because the amplitude limiter at the output of the first differentiating stage is not applicable. It has been shown that through this measure considerably reduces the disruption in the form of the plastic edges, while the effect of the correction circuit remains unchanged for small signal jumps preserved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und deren Wirkungsweise werden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung, Figur 2 Kurvenformen für die Verarbeitung eines großen Signalsprunges durch eine Schaltung gemäß der Hauptanmeldung, Figur 3 Kurvenformen für die Verarbeitung des gleichen Spannungssprunges bei der erfindungsgemäßen Schaltung und Figur 4 ein detailliertes Schaltbild für das Blockschaltbild nach Figur 1. Dabei sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen wie in der Hauptanmeldung.An embodiment of the invention and its mode of operation will be explained with reference to the drawing. FIG. 1 shows a block diagram of the invention Circuit, Figure 2 waveforms for processing a large signal jump by a circuit according to the main application, Figure 3 waveforms for processing of the same voltage jump in the circuit according to the invention and FIG detailed circuit diagram for the block diagram of Figure 1. Here are each other corresponding parts have been given the same reference numerals as in the main application.

In Figur 1 gelangt das Videosignal i von der Klemme 2 über das zum Laufzeitausgleich dienende Laufzeitglied 4 und den 180 -Phasendreher 40 auf den Eingang der Addierstufe 7. Außerdem gelangt das Videosignal 1 an die erste Differenzierstufe 12. Das Ausgangssignal der Differenzierstufe 12 wird der Schaltung 15 zugeführt, die als Rauschschwelle dient und Signalanteile unterhalb eines bestimmten Schwellwertes unterdrückt. Das so von Rauschanteilen befreite Signal wird der zweiten Differenzierstufe 17 zugeführt, an deren Ausgang der Amplitudenbegrenzer 18 angeschlossen ist. Das dadurch gewonnene Korrektursignal 21 gelangt auf den zweiten Eingang der Addierstufe 7. Die Addierstufe 7 liefert an der Klemme 10 ein korrigiertes Videosignal 1, das bei der Bildwiedergabe eine erhöhte Bildschärfe bewirkt. Im Gegensatz zur Hauptanmeldung ist also der Amplitudenbegrenzer 18 nur am Ausgang der zweiten Differenzierstufe 17 vorgesehen, während am Ausgang der ersten Differenzierstufe 12 keine Amplitudenbegrenzung erfolgt. Der Phasendreher 40 dient dazu, an den Eingängen der Addierstufe 7 die für die Sprungversteilerung notwendige Polarität der Signale 1 und 21 herzustellen.In Figure 1, the video signal i comes from the terminal 2 via the to Runtime compensation serving term element 4 and the 180 phase rotator 40 on the Input of adder 7. Also the video signal 1 arrives the first differentiating stage 12. The output signal of the differentiating stage 12 is the circuit 15 is supplied, which serves as a noise threshold and signal components below a certain threshold value is suppressed. The signal freed from noise components is fed to the second differentiating stage 17, at whose output the amplitude limiter 18 is connected. The correction signal 21 obtained in this way reaches the second Input of the adder 7. The adder 7 supplies a corrected signal at terminal 10 Video signal 1, which increases the sharpness of the image when the image is displayed. In contrast For the main application, the amplitude limiter 18 is only at the output of the second Differentiating stage 17 is provided, while at the output of the first differentiating stage 12 there is no amplitude limitation. The phase rotator 40 is used at the inputs the adder 7, the polarity of the signals necessary for the step increase 1 and 21.

In Figur 2 ist angenommen, daß im Videosignal 1 an der Klemme 2 ein relativ großer Spannungssprung gemäß Figur 2a auftritt. Wenn das Videosignal mit diesem Signalsprung an die Basis eines Transistors gelangt, in dessen Kollektorkreis eine Differenzierspule liegt, so entsteht am Kollektor des Transistors durch die Differenzierung ein Impuls gemäß Figur 2b. Wegen des großen, Spannungssprunges gemäß Figur 2a hat der differenzierte Impuls gemäß Figur 2b eine entsprechend große Basis B. Wenn jetzt wie bei der Hauptanmeldung bereits in der ersten Differenzierstufe ein Amplitudenbegrenzer wirksam ist, so wird der Impuls gemäß Figur 2b auf den durch die gestrichelte Linie angedeuteten Amplitudenwert begrenzt. Dadurch entsteht ein Impuls gemäß Figur 2c. Wenn dieser Impuls entsprechend der Hauptanmeldung auf die Basis eines zweiten Transistors mit einer Differenzierspule im Kollektorkreis gelangt, so entsteht durch die zweite Differentiation ein Impuls gemäß Figur 2d. Das durch die Begrenzung erzeugte Impulsdach im Impuls gemäß Figur 2c erzeugt also die voneinander getrennt liegenden Impulse gemäß Figur 2d. Wenn jetzt der Impuls gemäß Figur 2d als Korrektursignal dem Videosignal gemäß Figur 2a hinzugefügt wird, kommt es zu der genannten störenden Plastik im wiedergegebenen Bild. Auch wenn der Impuls gemäß Figur 2d in der zweiten Differenzierstufe noch einmal in der Amplitude begrenzt wird, so würde dieses an der störenden Kurvenform gemäß Figur 2d nichts ändern. Während des Impulsdaches wird das Videosignal nicht versteilert.In FIG. 2 it is assumed that in video signal 1 at terminal 2 a relatively large voltage jump occurs according to Figure 2a. When the video signal with this signal jump reaches the base of a transistor, in its collector circuit If a differentiating coil is located, it is created at the collector of the transistor by the Differentiation a pulse according to Figure 2b. Because of the big jump in tension according to 2a, the differentiated pulse according to FIG. 2b has a correspondingly large base B. If now, as with the main application, already in the first differentiation stage an amplitude limiter is effective, the pulse according to FIG the dashed line limits the amplitude value indicated. This creates a Pulse according to Figure 2c. If this impulse according to the main application on the Base of a second transistor with a differentiating coil in the collector circuit, the second differentiation thus produces a pulse according to FIG. 2d. That through the limit generated impulse roof in the impulse according to Figure 2c thus generated from each other separate pulses according to Figure 2d. If now the impulse according to Figure 2d is added as a correction signal to the video signal according to Figure 2a, the aforementioned disturbing plastic occurs in the reproduced image. Even if the Pulse according to FIG. 2d in the second differentiating stage once more in amplitude is limited, this would have nothing to do with the disturbing curve shape according to FIG. 2d change. The video signal is not steepened during the impulse roof.

Es entstehen nur Überschwinger am Impuls.There are only overshoots at the momentum.

Figur 3 zeigt die Verhältnisse bei der erfindungsgemäßen Schaltung ohne Amplitudenbegrenzer am Ausgang der ersten Differenzierstufe 12. Aus dem Impuls gemäß Figur 3a entsteht am Ausgang der Differenzierstufe 12 der Impuls gemäß Figur 3b, der im Gegensatz zu Figur 2 nicht in der Amplitude begrenzt wird. Durch die zweite Differentiation in der Differenzierstufe 17 entsteht dadurch der Impuls gemäß Figur 3c Durch Amplitudenbegrenzung dieses Impulses in dem Amplitudenbegrenzer 18 bei dem durch die gestrichten Linien angedeuteten Werten ensteht am Ausgang des Amplitudenbegrenzers 18 der Impuls gemäß Figur 3d. Dieser Impuls gemäß Figur 3d hat die gewünschte Kurvenform, die eine Versteilerung der Flanke gemäß Figur 3a, jedoch nicht die störende Plastik in Form einer Doppelkontur bewirkt. Das ursprüngliche Videosignal ist in erwünschter Weise durch die Addition des Korrektursignales an der Sprungstelle steiler geworden. Bei der Bildwiedergabe bedeutet das eine Erhöhung der Bildschärfe in Horinzontalrichtung.Figure 3 shows the relationships in the circuit according to the invention without amplitude limiter at the output of the first differentiating stage 12. From the pulse According to FIG. 3a, the pulse according to FIG. 3 arises at the output of the differentiating stage 12 3b, which, in contrast to FIG. 2, is not limited in amplitude. Through the second differentiation in the differentiating stage 17 results in the pulse according to FIG. 3c by limiting the amplitude of this pulse in the amplitude limiter 18 in the case of the values indicated by the dashed lines, arises at the output of the Amplitude limiter 18 of the pulse according to Figure 3d. This pulse according to Figure 3d has the desired shape of the curve, which results in a steepening of the flank according to FIG. 3a, but not the disturbing plastic in the form of a double contour. The original Video signal is desirably due to the addition of the correction signal the jump has become steeper. This means an increase in image reproduction the image sharpness in the horizontal direction.

In Figur 4 gelangt das Videosignal 1 von der Klemme 2 über den Kondensator 42 auf die Basis des als Emitterfolger abeitenden Transistors 3. Vom Emitterwiderstand 45, der zur unterschiedlichen Ansteuerung der Differenzierstufen als Einsteller ausgelegt ist, wird das Videosignal vom Schleifer über den Kondensator 46 der Basis des Transistors 11 zugeführt. In dessen Kollektorkreis liegt die Differenzierspule 12, die zur Dämpfung mit dem Widerstand 52 überbrückt ist. Das dadurch einmal differenzierte Videosignal gelangt auf die Schaltung 15, die in positiver und negativer Richtung nur Signale oberhalb eines bestimmten Schwellwertes durchläßt und somit als Rauschschwelle dient. Das so von Signalanteilen geringer Amplitude befreite Signal gelangt über den Kondensator 54 auf die Basis des Transistors 16. In dessen Kollektorkreis liegt die zweite Differenzierspule 17, die durch den Widerstand 59 gedämpft ist.In Figure 4, the video signal 1 comes from the terminal 2 via the capacitor 42 to the base of the transistor 3 acting as an emitter follower. From the emitter resistor 45, which is used as an adjuster to control the differentiation stages in different ways is designed, the video signal from the grinder is across the capacitor 46 of the base of the transistor 11 is supplied. The differentiating coil is located in its collector circuit 12, which is bridged with the resistor 52 for damping. That differentiated once Video signal goes to circuit 15, which is in positive and negative directions only lets through signals above a certain threshold value and thus as a noise threshold serves. The signal freed from signal components of low amplitude passes over the capacitor 54 to the base of the transistor 16. In the collector circuit is located the second differentiating coil 17, which is damped by the resistor 59.

Das dadurch gewonnene, zweimal differenzierte Videosignal gelangt auf den Amplitudenbgrenzer 18. Das dadurch in der Amplitude begrenzte Korrektursignal 21 wird mit einer mit dem Potentiometer 6o einstellbaren Amplitude über den Kondensator 61 und den Widerstand 62 dem Schaltungspunkt 6 zugeführt Das Videosignal gelangt außerdem vom Emitter des Transistors 3 über den Widerstand 63, das Laufzeitglied 4 und den Kondensator 65 auf die Basis des als Verstärker dienenden Transistors 5 und von dort über den Kondensator 70 und den Widerstand 71 ebenfalls zum Schaltungspunkt 6. Am Schaltungspunkt 6 werden das Video signal vom Emitter des Transistors 3 und das Korrektursignal 21 addiert und über den Kondensator 73 der durch einen Transistor gebildeten Addierstufe 7 zugeführt. An der Klemme 10 steht dann das gemäß Figur 1 korrigierte Videosignal 1'.The twice differentiated video signal obtained in this way arrives on the amplitude limiter 18. The correction signal limited in amplitude as a result 21 is with an adjustable with the potentiometer 6o amplitude across the capacitor 61 and the resistor 62 are fed to the node 6. The video signal arrives also from the emitter of transistor 3 via resistor 63, the delay element 4 and the capacitor 65 to the base of the transistor serving as an amplifier 5 and from there via the capacitor 70 and the resistor 71 also to the circuit point 6. At node 6, the video signal from the emitter of transistor 3 and the correction signal 21 is added and the capacitor 73 by a transistor formed adder 7 supplied. At the terminal 10 is then shown in the figure 1 corrected video signal 1 '.

Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel hatten die Bauteile folgende Werte.In a practically tested embodiment, the components had the following values.

Transistor 3: Typ BC 548 C Transistor 7: Typ BC 548 C L4: 100 ns Transistor 11: Typ BD 137 Transistor 5: Typ BC 548 C L12: 18 µH Schaltung 15: Dioden: Typ AA 143 Kondensatoren: 2 x 390 pF Widerstände: 2 x 560 Ohm Transistor 16: Typ BD 137 L17: 12µH Schaltung 18: Transistoren: 2 x BC 548 C Dioden: 2 x AA 143 C42: 47 µF R43 27 kOhm R44: 10 kOhm R45: 500 Ohm C46: 1,5 nF R47 10 kOhm R48: 10 kOhm R49: 56 Ohm R50: 56 Ohm C51 47,uF R52: 220 Ohm R53: 47 Ohm C54: 10 nF R55: 22 kOhm R56: 10 kOhm R57: 100 Ohm C58: 4,7 µF R59: 680 Ohm R60: 1 kOhm C61: 10 uF R62: 1 k0hm R63: 1,2 kOhm R64: 1,2 kOhm C65: 47/uF R66: 82 k0hm R67: 10 k0hm R68: 1,2 kOhm R69: 220 Ohm C70: 47/uF R71: 1 kOhm R72: 1 kOhm C73: 47µF R74: 10 kOhm R75: 10 kOhm R76: 100 Ohm.Transistor 3: Type BC 548 C Transistor 7: Type BC 548 C L4: 100 ns transistor 11: Type BD 137 transistor 5: Type BC 548 C L12: 18 µH circuit 15: Diodes: Type AA 143 Capacitors: 2 x 390 pF Resistors: 2 x 560 Ohm transistor 16: Type BD 137 L17: 12µH circuit 18: Transistors: 2 x BC 548 C diodes: 2 x AA 143 C42: 47 µF R43 27 kOhm R44: 10 kOhm R45: 500 Ohm C46: 1.5 nF R47 10 kOhm R48: 10 kOhm R49: 56 Ohm R50: 56 Ohm C51 47, uF R52: 220 Ohm R53: 47 Ohm C54: 10 nF R55: 22 kOhm R56: 10 kOhm R57: 100 Ohm C58: 4.7 µF R59: 680 Ohm R60: 1 kOhm C61: 10 uF R62: 1 kOhm R63: 1.2 kOhm R64: 1.2 kOhm C65: 47 / uF R66: 82 kOhm R67: 10 kOhm R68: 1.2 kOhm R69: 220 Ohm C70: 47 / uF R71: 1 kOhm R72: 1 kOhm C73: 47µF R74: 10 kOhm R75: 10 kOhm R76: 100 Ohm.

Claims

Claims t) circuit for steepening the edges of a Video signal, especially for a video recorder, from the video signal (1) A correction signal via two differentiating stages (12, 17) connected in series (21) and added to the video signal (i) and an amplitude limiter (i8) is provided for the correction signal (21), according to patent application P 31 40 761.7, characterized in that only at the output of the second differentiating stage (i7) Amplitude limiter (18) is located.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the output the first differentiating stage (12) has a threshold value circuit (15), the signal values suppressed below a certain level.

3. A circuit according to claim 1, characterized in that the amplitude limiter (18) through the collector-emitter paths of two opposite directions parallel to one Differentiating coil (17) switched transistors of the same type is formed, wherein the collector with the base via a parallel to the base-emitter path polarized diode is connected.