DE3238700C2 - Schaltungsanordnung zum Ersetzen fehlerhafter oder fehlender Datenwörter eines digitalisierten Video-Informationssignals im PAL-Format - Google Patents

Abstract

Bei einer Video-Aufnahme- und Wiedergabeanordnung für die Aufnahme von digitalen Abtastproben eines in einem PAL-Format auftretenden Video-Informationssignals tastet eine Abtasteinrichtung das betreffende Signal digital mit einer Abtastrate ab, die dem 4fachen der Farbhilfsträgerfrequenz entspricht. Mittels einer Steuereinrichtung (Fig. 7) wird die Phase der Abtastungseinrichtung so gesteuert, daß vier digitale Abtastproben während jeder Hilfsträgerperiode an Stellen längs orthogonaler Vektorachsen aufgenommen werden, die unter einem Winkel von 45 ° in bezug auf die Vektorachsen U bzw. V des PAL-Signals orientiert sind.

Description

nanz-HUfsträgers sowie der aktiven Videoinformation für jede Bildzeile ausgenutzt wird, können die Abtastproben der Burstkomponente abgetastet und gespeichert werden, wobei die gespeicherten Abtastproben dann überprüft werden können, um eventuelle Phasenfehler des Abtastungstaktes in. bezug auf die Burstkomponente bestimmen zu können.

Aus Fernseh- und Kinotechnik. 33. Jahrgang, Nr. 5, 1979. Seiten 1Ξ0-154 sowie aus Fernseh- und Kinotechnische Gesellschaft e. V Tagungsband, Manuskripte der Vorträge, gehalten auf der 7. Jahrestagung der FKTG vom 17. bis 21. September 1979, Seiten 66-75 ist es bekannt, analoge PAL-Informationssignale mit einer Abtastfrequenz gleich der vierfachen Frequenz des Farbhilfsträgers bei 45°, 135°, 225° und 315° Phasenlage relativ zur U-Chrominanzkomponente des Informationssignals abzutasten. Die Abtastwerte sind hierbei Horizontalpositionen eines aus aufeinanderfolgenden Horizontalzeilen bestehenden Bildschirmrasters zugeordnet und sind in jeder Horizontalzeile vertikal zu den t: HünzüniäipöSiuGnen der anderen Honzontaizcilcn ausgerichtet Diese Maßnahmen sind unter Jem Gesichtspunkte der Kompatibilität vorteilhaft, da sie die Demodulation und Remodulation des PAL-Signals erleichtern.

Aus dem US-Patent 41 22 487 ist es bekannt, analoge Videosignale phasenstarr mit dem Burst gekoppelt abzutasten.

Schließlich ist aus dem US-Patent 4122^89 eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der ebenfalls das Videosignal mit der vierfachen Farbhilfsträgerfrequenz abgetastet wird und bei der fehlerhafte oder fehlende Datenvvörter durch Datenwörter ersetzt werden, die aus Werten der benachbarten Zeilen gebildet sind, derart, daß das Ersatz-Datenwort die korrekte Farbträgerphase aufweist. Die Schaltungsanordnung ist zwar zur Verwendung bei Videosignalen im PAL-Formai geeignet, doch sind zum Ersatz fehlerhafter oder fehlender Daten umfangreiche Schaltungen erforderlich, die aus Abtastprobe« mehrerer Zeilen gewichtete Ersatz-Datenworte bilden. Insbesondere müssen Abtastproben aus räumlich relativ weit entfernten Horiiontalzeilen für die Korrektur herangezogen werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung /u schaffen, mit der fehlerhafte und/oder fehlende Abtastwerte einer Folge digitaler Abi&stwerte eines Videosignals im PAL-Format mit relativ geringem Schallungsaufwand unter Beibehaltung korrekter Phascnbeziehungen und ohne Ausführung arithmetischer Operationen ersetzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Im Rahmen der Erfindung, die sich insbesondere für die Verwendung bei Aufzeichnungs- und Wiedergabegeraten, beispielsweise Videomagnetbandgeräten, eignet, werden die mit der vierfachen Farbhilfsträgerfrequenz bei 45^D. 135 . 225^; und 315° Phasenlage relativ zur U-Chrominanzkomponente abgetasteten Abtastwerte des PAL-Farbfernsehsignals zeilenweise gespeichert. Bei dieser Art der Abtastung können fehlerhaft oder fehlende Abtastproben jeweils entweder der unmittelbar vorangehenden oder der unmittelbar nachfolgenden Horizontalzeile entnommen werden. Die Ersatz-Abtastprobe ist vertikal zu der fehlenden oder fehlerhaften Abtastprobe ausgerichtet und liegt im selben Teilbild lediglich um eine Horizontalzeile versetzt. Dieser eerinee räumliche Abstand hält den Informationsfehler klein, ohne daß eine arithmetische Mittelung oder dergleichen erforderlich wäre. Die Phasenlage des Ersatz-Datenworts entspricht exakt der Phasenlage des fehlenden oder fehlerhaften Datenworts.
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt

F i g. 1 ein Diagramm mit Vektorkomponenten eines Farb-Videosignals im PAL-Format einschließlich der

to Burstkomponente;

Fig. 2 ein PAL-Videosignal mit vollständig gesättigten Farben, wobei Spitzensignalpegel veranschaulicht sind, die dann erhalten werden, wenn das Signal mit dem Vierfachen der Farbhilfsträgerfrequenz und auf den U- und V-Vektorachsen abgetastet wird;

F i g. 3 ein PAL-Videosignal mit vollständig gesättigten Farben, wobei Spitzensignalpegd veranschaulicht sind, die dann erhalten werden, wenn das Signal mit dem Vierfachen der Farbhilfsträgerfrequenz und auf dem (U + V)- und (U- V)-Achsen gemä^ der vorliegenden Erfindung abgetastet werden;

Fig.4 ein Diagramm aufeinanderfolgender Abtastproben für Bereiche von drei aufeinanderfolgenden Horiziontalzeilen eines PAL-Fernsehteilbildsignals, wobei durch gestrichelte Linien zwei Zeilen des anderen Teilbildes gezeigt sind, zur Erläuterung der Fehlerverdekkungstechnik gemäß der vorliegenden Erfindung und

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung zur Fehlerverdeckung.

Das Vektordiagramm der F i g. 1 veranschaulicht für das PA L-Fernsehformat die Phasenbeziehung zwischen der U-Komponente (nach rechts zeigend) und der V-Komponente (nach oben zeigend) sowie deren Beziehung zu dem Farbburst des Farbhilfsträgers des PAL-Fernsehsignals. Obwohl die U-Komponente konstant gehalten wird, ändert sich die Phasenbeziehung der V-Komponeme von (+ V) zu (— V) mit jeder aufeinanderfolgenden Horizontalzeile, d. h. die Phase d*r V-Komponente des PAL-Fernsehsignals wird von Zeile zu Zeile invertiert. In entsprechender Weise beträgt die Pha.e des Bursts entweder +135° oder —135° in bezug auf die U-Komponente und ändert sich zwischen diesen beiden Lagen in aufeinanderfolgenden Fernsehzeilen. Das analoge Video-Informationssignal wird mit einer Abtastrate gleich dem Vierfachen der Frequenz des Farbhilfsträgers von etwa 4,43 MHz, d. h. mit einer Abtastrate von etwa 17,7 MHz abgetastet und digitalisiert. Die digitalen Abtastproben des analogen Signals sind vorzugsweise acht Bits umfassende Datenwörter. Die Abtastproben bilden einen Datenstrom, wobei die Datenwörter für die Aufzeichnung seriell bereitgestellt und jeweils mit einem Paritätsbit zur Bestimmung fehlerhaft oder fehlender Datenwörter bei der Wiedergabe der Daten versehen werden können. Zur Ermittlung fehlerhafter od?r fehlender Abtastproben kann ein herkömmlicher Paritätsfehlerdetektor verwendet werden. Die Art des Fehlerdetektors ist nicht Gegenstand der Erfindung. Erforderlich ist lediglich, daß die fehlerhaften Abtastprobon ermittelt werden, so daß die Fehler verdeckt werden können. Zu diesem Zweck kann eine Paritätsfehler-Detektoranordnung verwendet werden, wie sie in der DE-OS 31 03 009 vorgeschlagen wird. Da die Abtastung des PAL-Signals mit einer Abtastfrequenz gleich dem Vierfachen der Farbhilfsträgerfrequenz erfolgt, werden vier Abtastproben je Hilfsträgerperiode erzeugt. Das Vektordiagramm der F i g. 1 zeigt, daß die vier Abtastpunkte auf der (U + V^Achse und auf der rechtwinklig zur (U + V7-Achse verlaufenden

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(U — V>Achse liegen. Die Abtastpunkte liegen damit jeweils an den Stellen (U + V), -(U+ V), (U - V) und -(U- V). Dies steht im Gegensatz zu der üblichen, bekannten Abtastung, die längs der U- und V-Achsen ausgeführt wird. Das Vektordiagramm zeigt ferner die den Vektorlagen zugehörigen Farben, wobei die Farbe blau etwa auf der LZ-Achse liegt, während die Farbe rot einige wenige Grad von der V-Achse entfernt ist. Die Farbe gelb liegt etwa auf der (— U) -Achse, und die Farbe cyan liegt etwa auf der Achse (— V). Die Farbbalkendarstellung der voll gesättigten Farben ist in F ι g. 2 und 3 gezeigt. Diese Farbbalken kennzeichnen die maximale Färb- bzw. Chromaampütude, die in einem PAL-Videosignal auftreten kann. Die Farben sind neben einem Weißpegel 10 veranschaulicht, der nach dem Zeilensynchronisierimnuls 12 und den verschiedenen Perioden der Burstkomponente 14 auftritt.

Wie das Vektordiagramm zeigt, liegen die Farben rot. gelb, blau und cyan sämtlich innerhalb einiger weniger Grad um die entsprechenden Achsen U und V, so daß bei Abtastung längs dieser Achsen die Amplitude des entsprechenden Vektors jeweils maximal sein wird, so daß der Analog-Digital-Wandler der Abtastungseinrichtung den gesamten Bereich ausnutzen muß, um die Amplitude des Signals zu erhalten. Wenn beispielsweise eine vollständig gesättigte rote Farbe mit Hilfe einer Abtastungseinrichtung abgetastet wird, welche eine Abtastung längs der Achsen U und V ausführt, dann wird die betreffende Farbe nahezu vollständig die V- Komponente umfassen und maximale Amplitude haben. Wie Fig. 2 für die verschiedenen Farben veranschaulicht, muß der Dynamikbereich des Analog-Digital-Wandlers. der die Abtastung durchführt, von — 32 IRE-F.inheiten für die Farben rot und blau bis + 132 Einheiten für die Farben gelb und cyan reichen. Wenn ein Analog-Digital-Wandler mit 256 Pegelstufen entsprechend acht Bits pro Abtastprobe verwendet wird, dann muß der Dynamikbereich des Analog-Digital-Wandlers von — 32 Einheiten bis + 132 Einheiten reichen. Gemäß der Erfindung wird die Abtastung jedoch längs der Achsen (U + V) und (U — V) ausgeführt, die unter einem Winkel von 45° in bezug auf die Achsen Ubzv/. Vausgerichtet sind. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die Achsen (U ± V) und (U — V)orthogonale Achsen kennzeichnen, die unter einem Winkel von 45° in bezug auf die orthogonalen Achsen U und V verlaufen. Wenn eine Abtastung längs dieser Achsen durchgeführt wird, dann kennzeichnet beispielsweise die Farbe gelb die Vektor-Addition der Vektoren (U + V) und -(U- V). und die Farbe blau ist kennzeichnend für die Vektor-Addition der (U + V^-Abtastprobe und der (U — VJ-Abtastprobe. Wenn so vorgegangen wird, dann braucht der Dynamikbereich für den Analog-Digital-Wandler der Abtastungseinrichtung lediglich eine Abtastung des Wertes von — 26 bis zum Wert + 126 zu erfassen, was einer Verbesserung von etwa 3 db in bezug auf die Chrominanzinform.vion und einer Verbesserung von 0,66 db bezogen auf das gesamte Signal aus Leuchtdichte- und Farbartinformation entspricht. Da die Spitzenpegel kleiner sind, wenn die Abtastung längs der Achsen (U + V) und (U — V) ausgeführt wird, verfügt man über ein Abtastungssystem mit einem größeren Dynamikbereich, was bedeutet, daß sich das System an Signale mit erhöhtem Pegel anpassen kann, und zwar insofern, ais Signale innerhalb des erweiterten Bereiches von 126 bis 132 und innerhalb des Bereiches von — 26 bis — 32 verarbeitet werden könnten. Wird andererseits der Dynamikbereich auf Spitzenpegel von — 26

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60 bis + 126 herabgesetzt, so wird eine höhere Auflösung des Analog-Digital-Wandlers erreicht, da die 256 Pegelstufen eines 8-Bit-Systems über einen Bereich von — 26 bis + 126 anstatt über einen Bereich von — 32 bis + 132 verteilt werden und jede Pegelstufe einen proportional kleineren Anteil des Bereiches kennzeichnet. Dies entspricht einer größeren Auflösung, da jedes Bit einen kleineren oder geringeren Teil des Videosignals kennzeichnet.

Die Abtastung längs der um 45°, 135°, 225° und 315° gegen die L/-Achse verschobenen Achsen erlaubt eine erhebliche Verbesserung der Genauigkeit mit der die Abtastungseinrichtung als solche gesteuert werden kann. Wie in F i g. 1 veranschaulicht, wechselt die Burstkomponenie zeilenweise, wobei sie jedoch auf die Achsen CC+ V) und (U- V) liegt.

Wie bereits erwähnt, wird die Burstkomponente zur Steuerung der Phase des Taktes ausgenutzt, der die eigentliche Abtastung steuert. Dies erfolgt dadurch, dais der Burst bzw. das Burstsignal abgetastet wird, daß anhand dieser Abtastproben die Phase des Burstsignals und jeglicher Phasenfehler bestimmt wird und daß dementsprechend die Phase des Abtastungstaktes so gesteuert wird, um jeglichen Phasenfehler zu beseitigen. Wird längs der Achsen U und V und in richtiger Phasenlage abgetastet, so liegen die Abtastproben unter einem Winkel von 45" in bezug auf das Burstsignal und die Phasenionlerbestimmung muß abhängig von der Amplitude der Abtastproben vorgenommen werden. Die Auflösung des niederwertigsten Bits einer 8-Bit-Abtastprobe bei 45° einer Sinuswelle ist proportional dem Tangens der Steigung bei 45°. was lediglich das OJfache der Auflösung des niederwertigsten Bits in bezug auf die Null-Durchgangspunkte des Bursts ist. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß der Tangens der Steigung bei 45° lediglich OJmal dem Tangens der Steigung durch 0° ist.

Die Bedeutung dieses Aspekts wird aus folgendem Beispiel ersichtlich. Wenn Γ des Fehlers beim Null-Durchgangspunkt des Bursts äquivalent ist dem niederwenigsten Bit, dann bedeutet Γ Fehler bei 45° während der Abtastung des Bursts unter einem Winkel von 45". daß er nicht innerhalb des niederwertigsten Bits liegen würde; er würde sich vielmehr als Fehler von 1,4° darstellen. Obwohl die Genauigkeit der Phase des Abtastungstaktes durch Verwendung eines 9-Bit-Systems gesteigert werden könnte, folgt aus dem Hinzufügen eines Extra-Bits eine erhebliche Komplizierung und Verteuerung. Es könnte weiterhin die Phase des Burstsignals nur zur Steuerung der Phase des Abtastungstaktes un 45' gedreht werden, während die Lage der tatsächlichem Abtastproben längs der Achsen U und V nicht verändert wird. Die eine derartige Drehung hervorrufenden Systeme müßten die Drehung aber im analogen Bereich vor der Digital-Analog-Wandlung ausführen. Derartige Maßnahmen sind nicht besonders effektiv und bedingen zusätzliche Schaltungsanordnungen, sind also unerwünscht.

F i g. 4 zeigt ein Beispiel mit sechs aufeinanderfolgenden Abtastproben, die in drei horizontalen Zeilen z. B. den Teilen mit den Nummern 22, 23 und 24 auftreten. Diese Zeilen sind mit den Zwischenzeilen des nachfolgenden Teilbildes, d. h. den durch gestrichelte Linien angedeuteten Zeilen 335 und 336 verschachtelt Jede der in Fig.4 dargestellten Abtastproben umfaßt die Leuchtdichte- bzw. Luminanzinformation (Y) zusammen mit der Farbart- bzw. Chrominanzinformation, welche kennzeichnend ist für die Lage an irgendeiner

Stelle der Achsen (U + V), -(U + V), (U - V) und -(U- V). Außerdem ist der Winkel des Burstsignals neben der Zeilennummerangabe angegeben. In der Zeile 22 ist das Burstsignal unter einem Winkel von —135° ausgerichtet. In Zeile 23 liegt eine Invertierung vor und der Winkel beträgt +135° und in Zeile 24 beträgt der Winkri —135°. Demgemäß kann irgendeine bestimmte Abtaiiprobe, beispielsweise die Abtastprobe 16 in Zeile 23, durch die Abtastprobe ersetzt werden, die unmittelbar darüber aus der Zeile 22 stammt, da die Abtastprobe an genau derselben Stelle des Vektordiagramms gemäß F ι g. I aus der vorangehenden Zeile entnommen ist. Da die Abtastprobe 16 an derselben Stelle längs der horizontalen Zeile auftritt, ist sie räumlich relativ genau, insoweit als sie vertikal lediglich um eine Horizontalzeile von der Abtastprobe 16 aus entfernt und identisch längs der Horizontalzeile angeordnet ist. Die der Abtastprobe 16 benachbarte Abtastprobe 20, welche die nächste längs der Zeile 23 aufzunehmende Abtastprobe darstellt, stimmt hinsichtlich ihrer Vektorlage mit der in der Zeile 24, d. h. der auf die Zeile 23 folgenden Zeile veranschaulichten Abtastprobe 22 überein. Die Pfeile 24 und 26 zeigen lediglich die Richtung an aus der eine Substüut-Abtastprobe für eine gegebenenfalls fehlerhafte oder fehlende Abtastprobe in der Zeile 23 übernommen werden kann. Sowohl einer fehlerhaften Abtastprobe als auch einer fehlenden Abtastprobe ist eine fehlerhafte digitale Information gemeinsam, die durch Fehlerverdeckung oder Aussetzerkompensation korrigiert werden sollte. Aufgrund der vorstehend erläuterten Abtastprobeniage ist eine identische Abtastprobe oberhalb oder unterhalb der interessierenden Abtastprobe für den Ersatz einer fehlerhaften interessierenden Abtastprobe angeordnet.

Die in F i g. 4 veranschaulichte Fehlerverdeckungstechnik zeigt, daß der für eine einzelne in Zeile 23 als fehlerhaft ermiiieite Abiastprobc aus benachbarten Zeilen übernommene Substitutwert lediglich eine der Abtastproben einer Hilfsträgerperiode kennzeichnet, während die drei anderen Abtastproben dieser Periode korrekt sind. Deshalb wird die einzelne Ersatz-Abtastprobe effektiv über vier Abtastproben, d. h. die Auflösungsleistung des Systems, also des Digital-Analogwandlers gemittelt, so daß die räumliche Lage verhältnismäßig genau sein wird. Wenn ein Teil einer Horizontalzeile oder sogar eine gesamte Horizontalzeile der Videoinformation verlorengegangen ist, z. B. die Zeile 23, dann werden gleiche Mengen der Ersatz-Abtastinformation aus der zeitlich vorangehenden Horizontalzeile 22 sowie der darunterliegenden, zeitlich nachfolgenden Horizontalzeile 24 entnommen. Die Substitut-Information der Zeile 23 ist damit der Mittelwert der Information aus den Horizontalzeilen 22 und 24.

Da die Abtastung auf den Achsen (U + V) und (U — V) erfolgt und da diese Achsen zugleich die Achsen der Null-Durchgänge des Burstsignals sind (F i g. I), steuert die Steuerung des Abtastungstaktes außerdem die Abtastung durch den Analog-Digital-Wandler.

F i g. 5 zeigt ein Funktionsblockschaltbild einer die Fehlerverdeckungsoperation gemäß F i g. 4 ausführenden Schaltungsanordnung. Die einem Eingang 130 zugeführten Daten kennzeichnen einen Datenstrom aus jeweils acht Bits umfassenden Datenwort-Abtastproben jeweils zuzüglich einem Partita ts-Bit, anhand dessen ein Fehlerdetektor bestimmen kann, ob eine bestimmte Batenwort-Abtastprobe fehlerhaft ist oder fehlt Die Daten werden zwei Zwischenspeichern 132 und 134 zugeführt, die über eine Leitung 136 von einer Taktsteuerschaltung 138 her taktgesteuert werden. Die Taktsteuerschaltung 138 spricht auf Takteingangssignale 2 Fsc und 4 Fsc, die mit der zwei- bzw. vierfachen Farbhilfsträgerfrequenz auftreten, an und erzeugt Taktsignale zur Taktsteuerung der Daten in den verschiedenen Zwischenspeichern sowie zur Steuerung der zeitlichen Lage der Lese/Schreibzyklen in den Speichern und dergl. Die Daten werden auf einen oberen und einen unteren Signalzweig aufgeteilt und durch weitgehend einander entsprechende Schaltungsanordnungen in den beiden Signalzweigen verarbeitet. Die Aufteilung der Daten auf die beiden Signalzweige erfolgt, um mittels herkömmlicher TTL-Schaltungen, die hier benutzten Datenraten des auf der Leitung 130 auftretenden Daten-Stroms von 17,7 MHz verarbeiten zu können. Soweit eine Schaltungsanordnung verwendet wird, die als solche einen 17.7-MHz Datenstrom verarbeiten kann, erübrigt sich die Aufteilung der Daten auf zwei Signalzweige.

Beim Betrieb der in F i g. 5 dargestellten Schaltungsanordnung werden die Abtastproben taktgesteuert abwechselnd dem oberen Signalzweig und dem unteren Signalzweig zugeführt, wobei die Taktsteuerschaltung 138 die Daten abwechselnd im Zwischenspeicher 132 und im Zwischenspeicher 134 zwischenspeichert. Das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 132 wird einer auf einer Eingangsleitung 140 eines zweiten Zwischenspeichers 142 zugeführt. Der Zwischenspeicher 142 richtet die Abtastproben im oberen Signalzweig und im unteren Signalzweiges zueinander aus, so daß die Abtastproben in dem oberen Signalzweig in bezug auf jene des unteren Signalzweig nicht versetzt sind. Da die Daten zunächst in dem oberen Zwischenspeicher 132 zwischengespeichert werden, verzögert der zweite Zwischenspeicher 142 die Daten in dem oberen Signalzweig um eine halbe Taktperiode, wodurch die Forderung nach zwei Phasen der S.o6-m!!z-Takte. nach zwei Adressenzählern für die Speicher und dgl. vermieden wird.

Da die Schaltungsanordnung in dem oberen Signalzweig weitgehend der Schaltungsanordnung des unteren Signalzweiges entspricht, wird lediglich die Schaltungsanordnung des oberen Signalzweiges im einzelnen beschrieben werden. Das Ausgangssignal des Zwischen-Speichers 142 tritt auf einer Leitung 144 auf und wird einem Tri-State-Zwischenspeicher 146 sowie einem weiteren Tri-State-Zwischenspeicher 148 zugeführt. Die auf der Leitung 144 auftretenden Daten sind im wesentlichen jene der horizontalen Zeile 24: sie werden einer !-Zeilen-Verzögerungsschaltung zugeführt, die generell mit 150 bezeichnet ist und aus dem Tri-State-Zwischenspeicher 148, einem RAM-Speicher 152, einem Eingabe/Ausgabe-Datenbus 154, einem Tri-State-Zwischenspeicher 156 und einer Ausgangsleitung 158 besteht. Die auf der Leitung 158 auftretenden Daten werden um eine Horizontalzeile in bezug auf die auf der Leitung 144 auftretenden Daten verzögert und bilden die Information der Horizontalzeile 23. Die Leitung 158 führt außerdem zum Eingang einer weiteren 1-Zeilen-Verzögerungseinrichtung, die generell mit 160 bezeichnet ist und die einen Tri-State-Zwischenspeicher 162, eine Eingabe/Ausgabe-Datenbusleitung 164, einen Tri-State-Zwischenspeicher 166 und einen RAM-Speicher 168 umfaßt. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 160 tritt auf einer Leitung J 70 auf, die entsprechend einer ODER-Funktion mit einer Leitung 172 verbunden ist, welche ihrerseits mit der Leitung 158 und der Ausgangsleitung 174 des Tri-State-Zwischenspeichers

146 entsprechend einer ODER-Funktion verknüpft ist. Die auf der Leitung 170 auftretenden Daten werden um eine Horizontalzeile in bezug auf die auf der Leitung 158 auftretenden Daten verzögert und umfassen somit die Information der Horizontalzeile 22. Die Tri-State-Zwischenspeicher 146, 156 und 166 geben die Daten jeweils an die Leitung 172 ab, die mit dem Eingang eines weiteren Tri-^fate-Zwischenspeichers 176 verbunden ist. Die Ausgangsleitung 178 des Tri-State-Zwischenspeichers 176 ist entsprechend einer ODER-Funktion mit einer entsprechenden Leitung 178' des unteren Signalzweigs verbunden und führt zu einem Ausgang 180. Die Ausgangsleitung !78' stammt von einem Tri-State-Zwischenspeicher 176', der eine Eingangsleitung 172' aufweist, die entsprechend einer ODER-Funktion mit entsprechenden Ausgangsleitungen 174', 158' und 170' verbunden ist. Die Tri-State-Zwischenspeicher 176 und 176' werden durch Taktsignale gesteuert, welche mit zueinander e"?g?gpngp<:pt7tpn Phasen auf Leitungen 180 bzw. 180' auftreten und die Abgabe der Ausgangssignale der Zwischenspeicher steuern, derart, daß die normale Zeitlage der Daten aus den beiden Signalzweigen wieder in der Form hergestellt wird, die auf der Eingangsleitung 130 vorhanden war.

Die 1-Zeilen-Verzögerungseinrichtungen 150 und 160 arbeiten in identischer Weise und umfassen jeweils einen RAM-Speicher, d. h. einen Schreib/Lese-Speicher mit wahlfreiem Zugriff, der durch einen Adressenzähler 182 über Leitungen 184 adressiert wird. Der Adressenzähler 182 wird durch ein auf einer Leitung 186 auftretendes 2 Fsc-Taktsignal taktgesteuert. Die Tri-State-Zwischenspeicher 148, 156, 162, 166 und 146 werden in entsprechender Weise von der Takt-Zeitsteuerschaltung über eine Leitung 188 taktgesteuert, wobei dieses Taktsignal ein 2 Fsc-Frequenzsignal ist. Die Speicher 152 und 168 werden so adressiert, daß eine vollständige horizontale Zeile von Datenwörtern in jedem der Speicher enthalten ist, um eine 1 -Zeilen-Verzögerung durchzufühien. Anstelle eines Schreib/Lese-Speichers kann ein Schieberegister mit einer vergleichbaren Kapazität verwendet werden, sofern dies erwünscht ist. Die Lese- und Schreiboperationep werden so gesteuert, daß für eine vorgegebene Adresse ein Lesezyklus vor einem Schreibzyklus auftritt, wobei jedes Datenwort in geeigneter Weise durch die richtige Arbeitsweise der Tri-State-Zwischenspeicher 148 und 156 sowie des Speichers 152 gesteuert wird. Während einer Leseoperation befindet sich der Tri-State-Zwischenspeicher 148 im sogenannten Tri-Zustand, und der Tri-State-Zwischenspeicher 156 ist imstande, ein Datenwort zwischenzuspeichern, wenn der Speicher 152 das Wort an die Busleitung 154 abgibt. Nachdem das Wort in dem Zwischenspeicher 156 zwischengespeichert ist. wird der Ausgang des Zwischenspeichers 148 freigegeben und das nächste Wort an die Busleitung 154 abgegeben, woraufhin eine Schreiboperation in dem Speicher durchgeführt und das Wort dadurch in den Speicher eingeschrieben wird. Nachdem das Wort in den Speicher eingeschrieben ist, wird die Zählerstellung des Adressenzählers 182 erhöht, um den Zähler eine Leseoperation ausführen zu lassen. Dieser Zyklus wird wiederholt ausgeführt.

Wie F i g. 4 zeigt werden jegliche fehlerhaften oder fehlenden Abtastproben kompensiert, wenn sie in der relativen Position der horizontalen Zeile 23 liegen. Die Paritätsinformation der Zeile 23 wird hierzu übe»· eine Leitung 187 dem Eingang eines Fehlerdetektors 189 zugeführt, der von herkömmlichem Aufbau ist und feststellt, ob ein Fehler in der Paritätsinformation vorhanden ist oder nicht. Der Fehlerdetektor 189 gibt ein Ausgangssignal üben eine Leitung 190 ab, wenn ein derartiger Fehler auftritt. Eine Korrektur-Auswahllogik 192 steuert dann die in Frage kommende Substitution einer Datenabiastprobe entweder von der Horizontalzeile 22 oder von der Horizontalzeile 24 her in derselben Art und Weise, wie dies zuvor beschrieben worden ist. Die Korrektur-Auswahllogik 192 weist eine Eingangsleitung 194 auf, die ein Zeilenfrequenzsignal führt, welches

ίο außerdem dem Adressenzähler 182 zugeführt wird und den Zähler auf Null stellt, wenn eine neue Horizontalzeile durch die Speicher zu verarbeiten ist. Die Korrektur-Auswahllogik 192 weist Ausgangsleitungen 202 und 202' auf. die zu den Tri-State-Zwischenspeichern 156, 166,146 bzw. denjenigen des unteren Signalzweigs führen und legt fest, welcher dieser Zwischenspeicher Daten ausgangsseitig und damit über die Leitungen 172 bzw. 172' und schließlich an eine Ausgangsleitung 20Ü abgibt. Wenn die Daten vorhanden und nicht fehlerhaft sind, wird der Tri-State-Zwischenspeicher 156 so gesteuert, daß er Daten über die Leitung 158 abgibt, da dies die Daten der Zeilen 23, d. h. die normalerweise auftretenden Daten sind. Stellt der Fehlerdetektor 189 fest, daß ein Datenwort fehlerhaft ist, so wird der Zwi Seitenspeicher 156 über die tatsächlich zwei Steuerleitungen umfassende Steuerleitung 202 in den Tri-Zustand gesteuert und gleichzeitig wird entweder der Zwischenspeicher 146 oder der Zwischenspeicher 166 so gesteuert, daß Daten an den Ausgang abgegeben werden und entweder das Datenwort der Horizontalzeile 22 oder der Horizontalzeile 24 im Datenstrom substituiert wird. Die Verknüpfungslogik 192 steuert das auf der Leitung 202 auftretende Signal so, daß die Daten aus den Zwischenspeichern 146 und 166 entsprechend dem in Fig.4 veranschaulichten Schema abwechselnd auf der Leitung 172 auftreten. Da die Burstphase sich zeilenweise ändert, ändert sich das auf der Leitung 202 auftretende Signal mn einer zeilenweisen Kate derart, daß automatisch der Betrieb der Zwischenspeicher 146 und 166 umgeschaltet wird und das in Frage kommende Datenwort an die Leitung 172 abgegeben wird. Die Korrektur-Auswahllogik 192 setzt also das richtige Substitut-Datenwort automatisch ein, wenn der Fehlerdetektor eine fehlerhafte Abtastprobe ermittelt. Die drei Tri-State-Zwischenspeicher 146, 156 und 166 werden dadurch so gesteuert, daß entweder das interessierende Datenwort der Horizontalzeile 23 schließlich an den Ausgang 200 abgegeben wird oder daß eines der Daten Wörter aus einer der Horizontalzeilen 22 oder 24 abgegeben wird.

Die vorstehend beschriebene Abtastungstechnik führt zu einem erweiterten Dynamikbereich des Abtastungssystems oder alternativ zur Steigerung der Auflösung des Abtastungssystems mit demselben Dynamikbereich wie bekannte Abtastungssysteme. Die besondere Phasenlage der Abtastproben in bezug auf den Farbhilfsträger führt zu einer sehr wirksamen und effektiven Fehlerverdeckung von fehlerhaften oder fehlenden Abtastproben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Ersetzen fehlerhafter und/oder fehlender Datenwörter in einer Folge digitaler Datenwörter, welche jeweils Abtastwerte eines analogen Farbvideo-Informationssignals im PAL-Format mit Viertelzeilenoffset des Farbträgers repräsentieren und mit einer Abtastfrequenz gleich der vierfachen Frequenz des Farbhilfsträgers bei 45°, 135°, 225° und 315° Phasenlage relativ zur U-Chrominanzkomponente des Video-Informationssignais abgetastet wurden, wobei die Abtastwerte Horizontalpositionen eines aus aufeinanderfolgenden Horizontalzeilen bestehenden Bildschirmrasters zugeordnet sind und die Horizontalpositionen jeder Horizontalzeile vertikal zu den Horizontalpositionen der anderen Horizontalzeilen ausgerichtet sind, gekennzeichnet durch eine die Abtastwert-Datenwönei von wenigstens den beiden ersten Horizontaizeiien einer Folge vun wenigstens drei aufeinanderfolgenden Horizontalzeilen speichernde Speicherschaltung (150, 160), eine auf fehlerhafte bzw. fehlende Abtastwert-Datenwörter in der mittleren dieser drei Horizontalzeilen ansprechende Fehlerdetektorschaltung (189) die ein Fehlersignal zur Bezeichnung fehlerhafter bzw. fehlender Abtastwert-Datenwörter erzeugt, und eine auf das Fehlersignal ansprechende Einfügeschaltung (146,156,166, 192), die anstelle des durch das Fehlersignal bezeichneten fehler: aiten bzw. fehlenden Abtastwert·Datenworts in der mittleren Horbontalzeile ein Abtastwert-Datenwort eines in dem öildschirmraster vertikal ausgerichteten Abtastwerts •"leicher Farbträger-Phasenlage aus der vorangehenden oder der nachfolgenden Horizontaizeüe einfügt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !. da durch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung zwei in Serie zueinander geschaltete Verzögerungsschaltungen (150, 160) aufweist, von denen jede um ein Intervall einer Horizontalzeile des Video-Informationssignals verzögert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verzögerungsschaltungen (150, 160) einen Digitalspeicher (152, 168) aufweist, in den die Abtastwert-Digitalwörter getaktet eingeschrieben und aus dem sie um die Dauer einer Horizontalzelle später getaktet ausgelesen werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verzögerungsschaltung (150, 160) einen Digitalspeicher (152, 168) mit wahlfreiem Zugriff aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß jede Verzögerungsschaltung (150, 160) ein digitales Schieberegister aufweist.

6. Schahungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Einfügesehaltung (146, 156, 166,192) eine Steuerschaltung (192) umfaßt, die auf einer Abtastwert-zu-Abtastwert-Basis wechselbare Abtastwert-Datenworle der vorausgehenden und der nachfolgenden Horizontalzeile zum Einfügen bereitstellt und auf das Fehlersignal hin einfügt.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ersetzen fehlerhafter und oder fehlender Datenwörter in einer Folge digitaler Datenwörter, welche jeweils Abtastwerte eines analogen Farbvideo-Informationssignals im PAL-Format mit Vierteilzeilenoffset des Farbträgers repräsentieren, gemäß dem Gberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die neuere Entwicklung und Forschung isr auf d'gita-Ie Aufzeichnungsgeräte gerichtet worden, die nijht mit

ίο einer FM-Aufzeichnung arbeiten, sondern bei denen digitale Wörter aufgezeichnet werden, welche kennzeichnend sind für Abtastproben, die von den analogen Video-Informationssignalen gewonnen sind. Die digitalen Wörter werden aufgezeichnet und wiedergegeben sovie anschließend in analoge Signale umgesetzt Mit der Aufzeichnung von digitalen Signalen sind erhebliche Vorteile iin Vergleich zu der FM-Aufzeichnung verknüpft. Zu diesen Vorteilen gehört unter anderem die Tatsache, daß während der Wiedergabe oder Aufzeichnung das Videosignal durch Abstandsverluste zwischen Kopf und Band, durch Moire, durch Störung und Geschwindigkeitsfehler nicht verschlechtert wird. Die digitalen Signale ermöglichen eine genauere Fehlerkorrektur, indem Daten aus vorangehenden und nachfolgenden Horizontalzeilen für die Korrektur von fehlerhaften oder fehlenden Datenwörtern herangezogen werden, die aus einer erfolglosen Wiedergewinnung der Daten resultieren. Zum Beispiel kann eine Unvollständigkeit in dem Magnetband oder ein anderes Problem zu einem kurzzeitigen Signalverlust bzw. Aussetzen während der Wiedergabe führen.

Ein weiterer mit einem digitalen Video-Aufnahme- und Wiedergabegerät verknüpfter Vorteil besteht darin, daß die Abtastung des analogen Signals mit einer präzisen. gewünschten und vor der Aufzeichnung festgelegten Phasenbeziehung vorgenommen werden kann. Da die Phasenbc/iehung während der Abtastung und vor der Aufzeichnung festgelegt ist. wird sie während der Wiedergabe durch das Vorhander-fin jeglicher Geschwindigkeiisfehler nicht geändert. Geschwindigkeitsfehler und dgl. beeinträchtigen die Phasenbeziehung nicht, nachdem die Abtastung einmal erfolgt ist. Die Genauigkeit der Phasenbeziehung ist damit für die resultierende Genauigkeit der Abtastproben der ab/uiastenden Farbinformation bestimmend. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß dann, wenn der die talsächliche Phasenlage der während jeder Hilfsträgerperiode genommenen Abtastproben bestimmende Abtastungstakt nicht stimmt, auch die in der Farbinformation auftretenden resultierenden Fehler in den genommenen Abtastproben festgelegt sind und die resultierende wiedergegebene Farbinformation nachteilig beeinflussen. Obwohl die Fehler während der Wiedergabe infolge von Geschwindigkeitsfehlern und dgl. sich nicht ändern, kann jeglicher Fehler, der während des Abtastungsvorgangs vorhanden ist, wahrend der Wiedergabe offensichtlich werden.

Da der Abtastungstakt die Phasenlagen steuert, bei denen die Abtastproben aufgenommen werden, ist es äußerst wichtig, daß die Phase des Abtastungstaktes so festgelegt wird, daß sie genau dem analogen Video-Informationssignal folgt. Sie wird durch die bekannte Phasenbeziehung der Signalkomponente gesteuert, die in den Burst-Perioden vorhanden ist, die im Anschluß an die hintere Schwarzschulter des Zeilensynchronisierimpulses auftreten, der während des Zeilenintervalls der jeweiligen Horizonlalzeile auftritt. Da der Abtastungstakt zur Abtastung der Burstkomponente des Chromi-