DE3227895C2

DE3227895C2 -

Info

Publication number: DE3227895C2
Application number: DE19823227895
Authority: DE
Inventors: Heiko 3000 Hannover De Brueshaber
Original assignee: Telefunken Fernseh und Rundfunk GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson oHG
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1982-07-26
Publication date: 1988-01-07
Also published as: DE3227895A1

Description

Das Hauptpatent geht aus von einer Schaltung zur Versteilerung der Flanken eines Videosignals, insbesondere für einen Videorecorder, bei der das Videosignal über zwei in Reihe geschaltete Differenzierstufen geführt und als Korrektursignal in einer Addierstufe dem Videosignal hinzugefügt wird.The main patent is based on a circuit for steepening the edges of a video signal, especially for one VCR where the video signal has two in series switched differentiation levels and as a correction signal is added to the video signal in an adding stage.

Der Erfindung nach dem Hauptpatent liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung dieser Art zu schaffen, die bei kleinen Signalsprüngen im Videosignal eine optimale Bildverbesserung bewirkt, ohne daß selbst bei kurzzeitig auftretenden größeren Signalsprüngen störende Spannungsspitzen im Videosignal auftreten.The invention according to the main patent is based on the object to create a circuit of this kind that works with small Signal jumps in the video signal an optimal image improvement causes, even with larger, briefly occurring Interfering voltage peaks in the video signal occur.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung nach dem Hauptpatent dadurch gelöst, daß jede der beiden Differenzierstufen einen so bemessenen Amplitudenbegrenzer aufweist, daß bei großen Signalsprüngen im Videosignal im korrigierten Videosignal am Ausgang der Addierstufe keine die Bildwiedergabe verschlechternden oder die Synchronisierung störenden Impulsspitzen auftreten.This object is achieved by the invention according to the main patent solved in that each of the two differentiation levels one Amplitude limiter so dimensioned that with large Signal jumps in the video signal in the corrected video signal on Output of the adder no deterioration of the image reproduction or the synchronization disturbing pulse peaks occur.

Bei einer derartigen Schaltung kann in der Praxis noch folgende Störung 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 Korrekturschaltung. 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.With such a circuit, the following can in practice Disorder occur. With strong black / white jumps or white / black jumps in the video signal can be in the Image rendering so-called plastic edges in the form of borders or double contours appear that are bothersome will. The image reproduction can occur with such large signal jumps subjectively worse than without using the Correction circuit. These disturbances can basically by reducing the amplitude of the correction signal reduce. Then the effect of the circuit undesirably deteriorates with 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 Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The invention has for its object the described Reduce interference in the form of plastic edges without the effect of the circuit is reduced with small signal jumps becomes. This object is achieved by the one described in claim 1 Invention solved. Advantageous further training the invention are described in the subclaims.

Es ist auch eine Schaltung bekannt (DE-AS 23 26 620), bei der dem Videosignal ein Korrektursignal hinzugefügt wird, das über zwei in Reihe geschaltete Differenzierstufen geführt ist. Dort liegt am Ausgang der ersten Differenzierstufe ein Verstärker, der Signale mit kleinen Amplituden nicht verstärkt. Es handelt sich dabei also nicht um einen Amplitudenbegrenzer im Sinne des Hauptpatentes. A circuit is also known (DE-AS 23 26 620), at to which a correction signal is added to the video signal, that led over two differentiation stages connected in series is. There is the output of the first differentiation stage an amplifier that doesn't have signals with small amplitudes reinforced. So it is not an amplitude limiter in the sense of the main patent.

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. 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 gelangt, 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 BeziehungThe invention is based on the following knowledge. At a high signal jump in the to the base of a transistor applied video signal is that on a differentiating coil differentiated occurring in the collector circuit of the transistor Signal without limit also large. At the same time is the basis of the differentiated impulse correspondingly wider. If now an amplitude limitation takes place, the differentiated pulse is deformed in such a way that the pulse peak is cut off. This creates a je impulse roof of different widths depending on the jump height. If this signal reaches a second differentiation stage, so there is no double differentiated impulse, but two individual impulses with a time interval that is about the Duration of the impulse roof corresponds. These impulses are at the second level of differentiation through the relationship

u (t) = L × di/dt u (t) = L × d i / d t

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 Signales 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.explainable. During the pulse roof, the current through the differentiating coil is constant, so that no correction voltage occurs due to the differentiation. The second differentiation stage works as a differentiation equalizer only on the leading and trailing edges of the signal fed to the second differentiation stage, since here d i / d t is not constant, that is to say there is a current change seen over the time axis. When the second differentiation stage is driven with a very limited amplitude, the correction signal is further deformed. When this correction signal is added to the video signal, the plastic edges described arise during image reproduction. It is therefore advantageous if, according to the invention, no amplitude limitation is carried out at the output of the first differentiation stage and the amplitude limitation is only carried out at the output of the second differentiation stage. The outlay in terms of circuitry is reduced even further because the amplitude limiter at the output of the first differentiating stage is eliminated. It has been shown that this measure considerably reduces the disturbance in the form of the plastic edges, while the effect of the correction circuit remains unchanged with small signal jumps.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und deren Wirkungsweise werden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigtAn embodiment of the invention and its mode of operation are explained using the drawing. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung, Fig. 1 is a block diagram of the circuit according to the invention,

Fig. 2 Kurvenformen für die Verarbeitung eines großen Signalsprungs durch eine Schaltung gemäß der Hauptanmeldung, Fig. 2 waveforms for the processing of a large jump signal by a circuit according to the parent application,

Fig. 3 Kurvenformen für die Verarbeitung des gleichen Spannungssprunges bei der erfindungsgemäßen Schaltung und Fig. 3 waveforms for processing the same voltage step in the circuit according to the invention and

Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild für das Blockschaltbild nach Fig. 1. Fig. 4 is a detailed circuit diagram for the block diagram of FIG. 1.

Dabei sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen wie in der Hauptanmeldung.Corresponding parts are the same Reference numbers are provided as in the main application.

In Fig. 1 gelangt das Videosignal 1 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 Fig. 1, the video signal 1 passes from the terminal 2 via the serving for time alignment delay element 4 and the 180 ° phase shifter 40 to the input of the adder. 7 The video signal 1 also reaches the first differentiating stage 12 . The output signal of the differentiating stage 12 is fed to the circuit 15 , which serves as a noise threshold and suppresses signal components below a certain threshold value. The signal thus freed from noise components is fed to the second differentiating stage 17 , to the output of which the amplitude limiter 18 is connected. The correction signal 21 thus obtained reaches the second input of the adder 7 . The adder 7 delivers at the terminal 10 a corrected video signal 1 ' , which causes increased image sharpness in the image reproduction. In contrast to the main application, the amplitude limiter 18 is therefore only provided at the output of the second differentiation stage 17 , while there is no amplitude limitation at the output of the first differentiation stage 12 . The phase rotator 40 serves to produce the polarity of the signals 1 and 21 necessary for the jump distribution at the inputs of the adder 7 .

In Fig. 2 ist angenommen, daß im Videosignal 1 an der Klemme 2 ein relativ großer Spannungssprung gemäß Fig. 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 Fig. 2b. Wegen des großen Spannungssprunges gemäß Fig. 2a hat der differenzierte Impuls gemäß Fig. 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 Fig. 2b auf den durch die gestrichelte Linie angedeuteten Amplitudenwert begrenzt. Dadurch entsteht ein Impuls gemäß Fig. 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 Fig. 2d. Das durch die Begrenzung erzeugte Impulsdach im Impuls gemäß Fig. 2c erzeugt also die voneinander getrennt liegenden Impulse gemäß Fig. 2d. Wenn jetzt der Impuls gemäß Fig. 2d als Korrektursignal dem Videosignal gemäß Fig. 2a hinzugefügt wird, kommt es zu der genannten störenden Plastik im wiedergegebenen Bild. Auch wenn der Impuls gemäß Fig. 2d in der zweiten Differenzierstufe noch einmal in der Amplitude begrenzt wird, so würde dieses an der störenden Kurvenform gemäß Fig. 2d nichts ändern. Während des Impulsdaches wird das Videosignal nicht versteilert. Es entstehen nur Überschwinger am Impuls.In Fig. 2 it is assumed that in video signal 1 at terminal 2 there is a relatively large voltage jump as shown in Fig. 2a. If the video signal with this signal jump arrives at the base of a transistor, in the collector circuit of which there is a differentiating coil, then a pulse according to FIG. 2b arises at the collector of the transistor through the differentiation. Because of the large voltage jump according to FIG. 2a, the differentiated pulse according to FIG. 2b has a correspondingly large base B. If, as in the main application, an amplitude limiter is already active in the first differentiation stage, the pulse according to FIG. 2b is limited to the amplitude value indicated by the dashed line. This creates a pulse according to FIG. 2c. If, in accordance with the main application, this pulse arrives at the base of a second transistor with a differentiating coil in the collector circuit, the second differentiation creates a pulse according to FIG. 2d. The pulse roof generated by the limitation in the pulse according to FIG. 2c thus generates the separated pulses according to FIG. 2d. If the pulse according to FIG. 2d is now added as a correction signal to the video signal according to FIG. 2a, the disruptive plastic mentioned in the reproduced image occurs. Even if the pulse according to FIG. 2d is again limited in amplitude in the second differentiation stage, this would not change the disturbing curve shape according to FIG. 2d. The video signal is not distributed during the pulse roof. There are only overshoots on the pulse.

Fig. 3 zeigt die Verhältnisse bei der erfindungsgemäßen Schaltung ohne Amplitudenbegrenzer am Ausgang der ersten Differenzierstufe 12. Aus dem Impuls gemäß Fig. 3a entsteht am Ausgang der Differenzierstufe 12 der Impuls gemäß Fig. 3b, der im Gegensatz zu Fig. 2 nicht in der Amplitude begrenzt wird. Durch die zweite Differentiation in der Differenzierstufe 17 entsteht dadurch der Impuls gemäß Fig. 3c. Durch Amplitudenbegrenzung dieses Impulses in dem Amplitudenbegrenzer 18 bei dem durch die gestrichelten Linien angedeuteten Werten entsteht am Ausgang des Amplitudenbegrenzers 18 der Impuls gemäß Fig. 3d. Dieser Impuls gemäß Fig. 3d hat die gewünschte Kurvenform, die eine Versteilerung der Flanke gemäß Fig. 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 Horizontalrichtung. Fig. 3 shows the conditions in the inventive circuit without amplitude at the output of the first differentiator stage 12. The pulse according to FIG. 3a produces the pulse according to FIG. 3b at the output of the differentiating stage 12 , which, in contrast to FIG. 2, is not limited in amplitude. 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 at the values indicated by the dashed lines, the pulse according to FIG. 3d arises at the output of the amplitude limiter 18 . This pulse according to FIG. 3d has the desired curve shape, which causes the flank to steepen according to FIG. 3a, but not the disruptive plastic in the form of a double contour. The original video signal has desirably become steeper due to the addition of the correction signal at the jump point. In image reproduction, this means an increase in image sharpness in the horizontal direction.

In Fig. 4 gelangt das Videosignal 1 von der Klemme 2 über den Kondensator 42 auf die Basis des als Emitterfolger arbeitenden 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 durch läßt 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. Das dadurch gewonnene, zweimal differenzierte Videosignal gelangt auf den Amplitudenbegrenzer 18. Das dadurch in der Amplitude begrenzte Korrektursignal 21 wird mit einer mit dem Potentiometer 60 einstellbaren Amplitude über den Kondensator 61 und den Widerstand 62 dem Schaltungspunkt 6 zugeführt.In FIG. 4, the video signal 1 passes from the terminal 2 via the capacitor 42 to the base of the transistor 3 operating as an emitter follower. From the emitter resistor 45 , which is designed for differently controlling the differentiating stages as an adjuster, the video signal is fed from the slider via the capacitor 46 to the base of the transistor 11 . In its collector circuit lies the differentiating coil 12 , which is bridged by the resistor 52 for damping. The video signal that is differentiated in this way arrives at the circuit 15 , which in the positive and negative direction only allows signals above a certain threshold value to pass through and thus serves as a noise threshold. The signal thus freed from signal components of low amplitude reaches the base of transistor 16 via capacitor 54 . In its collector circuit is the second differentiating coil 17 , which is damped by the resistor 59 . The video signal thus obtained, which is differentiated twice, reaches the amplitude limiter 18 . The correction signal 21 thereby limited in amplitude is supplied to the switching point 6 with an amplitude that can be adjusted with the potentiometer 60 via the capacitor 61 and the resistor 62 .

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 Videosignal 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 Fig. 1 korrigierte Videosignal 1′.The video signal also passes from the emitter of transistor 3 via resistor 63 , delay element 4 and capacitor 65 to the base of transistor 5 serving as an amplifier and from there via capacitor 70 and resistor 71 to node 6 . At node 6 , the video signal from the emitter of transistor 3 and the correction signal 21 are added and fed via the capacitor 73 to the adder 7 formed by a transistor. At the terminal 10 is then the video signal 1 ' corrected according to FIG. 1' .

Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel hatten die Bauteile folgende Werte.In a practical example, they had Components following values.

Transistor 3:Typ BC 548 C L 4:100 ns Transistor 5:Typ BC 548 C Transistor 7:Typ BC 548 C Transistor 11:Typ BD 137 L 1218µHTransistor 3: Type BC 548 C L 4 : 100 ns Transistor 5: Type BC 548 C Transistor 7: Type BC 548 C Transistor 11: Type BD 137 L 12 18µH

Schaltung 15: Circuit 15:

Dioden:Typ AA 143 Kondensatoren:2 × 390 pF Widerstände:2 × 560 Ohm Transistor 16:Typ BD 137 L 17:12 µHDiodes: Type AA 143 Capacitors: 2 × 390 pF Resistors: 2 × 560 Ohm Transistor 16: Type BD 137 L 17 : 12 µH

Schaltung 18: Circuit 18:

Transistoren:2 × BC 548 C Dioden:2 × AA 143 C 4247 µF R 4327 kOhm R 4410 kOhm R 45500 Ohm C 461,5 nF R 4710 kOhm R 4810 kOhm R 4956 Ohm R 5056 Ohm C 5147 µF R 52220 Ohm R 5347 Ohm C 5410 nF R 5522 kOhm R 5610 kOhm R 57100 Ohm C 584,7 µF R 59680 Ohm R 601 kOhm C 6110 µF R 621 kOhm R 631,2 kOhm R 641,2 kOhm C 6547 µF R 6682 kOhm R 6710 kOhm R 681,2 kOhm R 69220 Ohm C 7047 µF R 711 kOhm R 721 kOhm C 7347 µF R 7410 kOhm R 7510 kOhm R 76100 Ohm.Transistors: 2 × BC 548 C Diodes: 2 × AA 143 C 42 47 µF R 43 27 kOhm R 44 10 kOhm R 45 500 Ohm C 46 1.5 nF R 47 10 kOhm R 48 10 kOhm R 49 56 Ohm R 50 56 Ohm C 51 47 µF R 52 220 Ohm R 53 47 Ohm C 54 10 nF R 55 22 kOhm R 56 10 kOhm R 57 100 Ohm C 58 4.7 µF R 59 680 Ohm R 60 1 kOhm C 61 10 µF R 62 1 kOhm R 63 1.2 kOhm R 64 1.2 kOhm C 65 47 µF R 66 82 kOhm R 67 10 kOhm R 68 1.2 kOhm R 69 220 Ohm C 70 47 µF R 71 1 kOhm R 72 1 kOhm C 73 47 µF R 74 10 kOhm R 75 10 kOhm R 76 100 Ohm.

Claims

1. Circuit for steepening the edges of a video signal ( 1 ), in particular for a video recorder, in which the video signal ( 1 ) has two differentiating stages ( 12, 17 ) connected in series and as a correction signal ( 21 ) in an adding stage ( 7 ) Video signal ( 1 ) is added and the differentiators ( 17 ) each have an amplitude limiter ( 18 ) so dimensioned that with large signal jumps in the video signal ( 1 ) in the corrected video signal ( 1 ' ) at the output ( 10 ) of the adder ( 7 ) none According to patent 31 40 761, image peaks which deteriorate the image or interfere with the synchronization occur, characterized in that an amplitude limiter ( 18 ) is located only at the output of the second differentiation stage ( 17 ).

2. Circuit according to claim 1, characterized in that at the output of the first differentiation stage ( 12 ) there is a threshold circuit ( 15 ) which suppresses the signal values below a certain level.

3. A circuit according to claim 1, characterized in that the amplitude limiter ( 18 ) is formed by the collector-emitter paths of two transistors of the same type connected in opposite directions in parallel to a differentiating coil ( 17 ), the collector with the base being in the same direction diode connected to the base-emitter path is connected.