DE3339533C2

DE3339533C2 - Verfahren zur Erzeugung eines Zeitmultiplex-Farbvideosignals

Info

Publication number: DE3339533C2
Application number: DE3339533A
Authority: DE
Inventors: Otto 3570 Stadtallendorf Weitzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-11-02
Filing date: 1983-11-02
Publication date: 1986-05-28
Also published as: GB8427698D0; DE3339533A1; GB2149270A; GB2149270B; US4613893A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Zeitmultiplex-Farbvideosignals vorgeschlagen, welches nur einen geringen Speicheraufwand erfordert. Ein Luminanz- (a) und zwei Chrominanzdatenströme (b u. c) werden in ihrer Datenflußgeschwindigkeit und Datenanordnung so verändert, daß die Datenworte in einen Zeilenspeicher (26, 27 bzw. 28, 29) eingeschrieben werden können und daß der komprimierte Datenstrom (l bzw. m) des Zeitmultiplexsignals sequentiell aus diesem ausgelesen werden kann.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei den eingeführten Frequenzmultiplex-Verfahren für die simultane und kompatible Luminanz-Chrominanz-Übertragung des Farbfernsehens (NTSC, SECAM, PAL) kommt es zu Interferenzstörungen zwischen dem Luminanz- und Chrominanzanteil, weil der modulierte Farbträger im Luminanzfrequenzband übertragen werden muß. Es entsteht das sog. Cross-Color (feine Luminanzdetails sprechen in den Farbkanal über) und das sog. Cross-Luminance (Farbträgeranteile sprechen in den Luminanzkanal über). Alle Maßnahmen, die zu einer Reduzierung dieser Cross-Color- und Cross-Luminance-Effekte führen, können zu einer erheblichen Verbesserung der Bildruh? beitnrgen. Eine Vermeidung der Luminanz-Chrominanz-Interferenz ist durch eine Übertragung der Luminanz- und Chrominanzanteile in Zeitmultiplex-Technik möglich, da hiermit jegliche Vermischung der beiden Signalkomponenten ausgeschlossen wird. Um ein solches Zeitmultiplex-Farbvideosignal zu erzeugen, ist eine Zeitkompression sowohl der Farbdifferenzsignale (R- Y) und (B- Y) als auch des Luminanzsignals Y notwendig, um beide Chrominanz-Komponenten zusammen mit dem Luminanzsignal in einer Zeile unterbringen zu können.

Aus der PCT-WO 81/03098 ist ein Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs bekannt, bei dem aus den getrennt codierten Signalkomponenten Y, (R-Y). (B- Y)dzs Farbvideosignals durch zeitliche Verschachteiung der einzelnen Signalkomponentenworte in jeder Zeile die Signalkomponentenworte als ein Datenstrom mit höherer Abtastfrequenz erhalten werden. Hierbei werden die einzelnen Signalkomponentenworte zeilenweise in eine Speicheranordnung eingeschrieben und seriell mit einem ganzzahligen Vielfachen der höheren Abtastfrequenz ausgelesen.

Außerdem ist in dem Aufsatz »Digitale Bild- und Tonübertragung« auf den Seiten 83 bis 86 von Heft 21 sowie auf den Seiten 67 bis 70 von Heft 22 der Zeitschrift »Funkschau«, 1982, bereits ein Verfahren zur Erzeugung eines Zeitmultiplex-Farbvideosignals beschrieben, bei welchem jedoch der erforderliche Speicheraufwand mit je einem Zeilenspeicher für die drei in Zeitmultiplextechnik zu übertragenden Signale erheblich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung eines Zeitmultiplex-Farbvideosignals anzugeben, welches nur einen geringen Speicheraufwand erfordert.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruchs angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unieransprüchen zu entnehmen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch gezieltes Dateneinschreiben in den einen 2 χ 1-KByte-Speicher das sequentielle Auslesen eines Zeitmultiplex-Farbvideosignals jeweils aus dem anderen 2 χ 1-KByte-Speicher möglich ist Bei einer sog. »Geradeauslösung«, wie in Bild 9 auf S. 67 der Zeitschrift »Funkschau«.22/82 angegeben, würden hier drei derartige 4-KByte-Speicher benötig; werden. Der Aufwand zur Erzeugung eines Zeitmultiplex-Firbvideosignals wird durch die Erfindung somit praktisch um den Faktor 3 reduziert

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in de; Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigen:

F i g. 1 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 Diagramme der digitalen Datenströme,

F i g. 3 ein Tabelle für die Speicherplatzadressierung der Datenwörter.

In dem Blockschaltbild nach Fig. 1 liegen die von einer in der Fig. nicht dargestellten Farbbildsignalquelle erzeugten Farbwertsignale R, G, 5 an den Klemmen I₁2,3 an. Über Umschalter 4,5,6 können entweder die an den Klemmen 1, 2, 3 anliegenden oder die von einem Farbbalkengeber 7 erzeugten Farbwertsignale R, G. B an die Verstärker 8,9,10 geleilet werden, Die von den Verstärkern 8, 9, 10 abgegebenen Signale R. G, B werden danach in einer Matrix 11 in ein Luminanzsignal Kund die beiden Farbdifferenzsignale U(B-Y)und V (R- Y) umgeformt Das Luminanzsignal Ywird danach über einen Tiefpaß 12 mit einer Grenzfrequenz von 5,75 MHz und die beiden Farbdifferenzsignale i/und V über je einen Tiefpaß 13 und 14 mit einer Grenzfrequenz von 2,88 MHz geführt

Die tiefpaßgefilterten Signale Y, U und V werden danach je einem A/D-Wandler 16, 17, 18 zugeführt, in welchen aus den analogen Signalen durch Abtastung des Luminanzsignals mit 134 MHz und der beiden Farbdifferenzsignale mit je 6,75 MHz 8bit-Digitalsigna-Ie in Pulscodemodulation erzeugt werden. Den A/D-Wandlern 16, 17 und 18 werden außerdem über die Anschlüsse 19, 20, 21 Klemmimpulssignale zugeführt. Am Ausgang des A/D-Wandlers 16 entsteht somit ein digitalisiertes Luminanzsignal mit 13,5 MByte/sec (s. Fig.2a) und an den Ausgängen der A/D-Wandler 17 und 18 je ein digitalisiertes Farbdifferenzsignal mit 6,75 M Byte/sec (s. F i g. 2b ucd c).

Mit Hilfe eines mit einer Abtastfrequenz von 13,5 MHz gesteuerten Daten-Umsetzers 22 werden aus diesen drei digitalen Datensignalströmen durch Datenverschachteiung im Zeitmultiplex-Verfahren zwei Daienströme von je 13,5 MByte/sec (s. F i g. 21 und m) erzeugt Der Daten-Umsetzer 22 besteht im wesentlichen aus drei Umschaltern, von denen der eine das Luminanzsignal mit 13,5 MHz jeweils von einer, mit dem zweiten Umschalter in Verbindung stehenden auf die andere, mit dem dritten Umschalter in Verbindung stehende Leitung umschaltet (s. F i g. 2d bzw. g), während der zweite und dritte Umschalter jeweils ebenfalls mit 13,5 MHz von einem Farbdifferenzsignal (s.^;Fig. 2e bzw. h) über das Luminanzsignal auf das andere Farbdifferenzsigna! schaltet (s. F i g. 2f bzw. i).

In Fig.2d bis i sind hierbei Impulszüge dargestellt, bei deren »Low«-Zustand der jeweilige Umschalter geschlossen ist, so daß während dieser Zeit das anliegende Datenwort jeweils übertragen werden kann. So werden beispielsweise bei dem »Low«-Zustand des Impulszuges nach F i g. 2d jeweils die ungeradzahligen Luminanzdatenworte Yi. Y3. Y5.... übertragen. Danach folgen jeweils abwechselnd bei »Low«-Zustahd des Impulszuges nach Fig.2e die ungeradzahligen Farbdifferenz-Datenworte U1, t/3, i/5,... sowie bei »Low«-Zustand des Impulszuges nach F i g. 2f die geradzahligen Farbdiffertnz-Datenworte V2, V 4, V6,... Somit wird ein Datenstrom gem. F i g. 2k erzeugt, welcher nach Verzögerung um eine Datenwortlänge als Datenstrom gem. F i g. 21 weitergeleitet wird. In gleicher Weise wird der Datenstrom gem. F i g. 2m erzeugt

Diese beiden am Ausgang des Daten-Umsetzers 22 abnehmbaren Datenströme nach Fi g. 21 und m werden nun einem Umschalter 23 zugeführt, dessen zeilenfrequent betriebene Schaltglieder 24,25 die Ausgänge des Daten-Umsetzers 22 während der einen Zeilendauer mit den Teilspeichern 26, 27 von je 1 KByte und während der nächsten Zeilendauer mit den Teilspeichern 28, 29 von je 1 KByte verbindet In dieser Zeilendauer werden jeweils die Datenströme in die jeweiligen Teilspeieher eingeschrieben, während die anderen Teilspeicher ausgelesen werden.

Die Adressierung der Speicherplätze, welche nachfolgend anhand der Tabelle gem. Fig.3 näher erläutert werden soll, erfolgt von einem mit 13,5 MHz getakteten Hauptzähler 31 über eine Adreß-Schveibsignal-Erzeugungsschaltung 32 bzw. -Lesesignal-Erzeugungsschaltung 33. Die Ausgänge dieser Schaltungen 32 und 33 sind danach noch über eine Adreß-Multiplexerschaltung 34 an die Adresseneingänge der Teilspeicher 26 bis

so 29 angeschlossen. Die Adressensignale bestehen hierbei zweckmäßigerweise aus 10 Bit

In F i g. 3 ist eine Tabelle für die Speicheradressierung der Einfachheit halber mit einem 4Bit-Adressensignal dargestellt. In Spalte 1 der Tabelle ist neben der Dezimalzahl die entsprechende vom Zähler 3Ϊ erzeugte Dualzahl (DCBA) eingetragen, welche gleichzeitig in der angegebenen Reihenfolge der Adressierung der Speicherplätze beim Auslesen darstellt.

In den Spalten 2 bzw. 3 sind die Schreibadressen für das Lumininzsignal bzw. das Chrominanzsignal angegeben, wobei für die Adressierung der Speicherplätze des Luminanzsignals die letzte Stelle der entsprechenden Dualzahl an die erste Stelle (ADCB) und für die des Chrominanzsignals die zweitletzte Stelle an die zweite Stelle (ABDC) geseilt wurde.

In Spalte 4 sind die beiden Datenströme nach F i g. 21 und m eingetragen, deren nebeneinander angegebene Datenwörter an den Eingängen der Teilspeicher 26 und

27 jeweils gleichzeitig anliegen.

In Spalte 5 sind schließlich die in den Teilspeichern eingeschriebenen Datenwörter dargestellt, welche in der angegebenen Reihenfolge, also sequentiell ausgelesen werden können.

Wie man leicht erkennen kann, werden durch diese vorteilhafte Speicheradressierung gem. Spalten 2 und 3 die in der Reihenfolge der Spalte 4 anliegenden Datenwörter in eine sequentiell auslesbare Reihenfolge gebracht, so daß danach ein als Zeitmultiplex-Signal vor- liegendes Farbvideosignal mit Y: U: V — 2:1 :1 weiterverarbeitet werden kann.

Diese am Ausgang der Teilspeicher 28 und 29 abnehmbaren beiden Datenströme /', m' nach Spalte 5 werden nun einem Umschalter 35 zugeführt, dessen Schaltglieder 36 und 37 zeilenweise und dessen Schaltglied 38 mit der doppelten Abtastrate (27 MHz) der anliegenden Datenströme umgeschaltet werden. Am Ausgang des Umschalters 35 entsteht somit ein Daten strom (F i g. 2n) mit 27 MByte/sec, dessen Datenwörter die Luminanzkomponente und die beiden Farbdifferenzkomponenten im Verhältnis 2:1:1 zeilenweise darstellen.

Zur Erzeugung eines analogen Zeitmultiplexsignals wird dieser Datenstrom η einem D/A-Wandler 39 zügeführt, der mit 27 MHz getaktet und außerdem mit Austastimpulsen A versorgt wird. Zur Synchronisierung des analogen Zeitmultiplexsignals ist eine Summierstufe 41 vorgesehen, an deren einen Eingang das analoge Zeitmultiplexsignal und an deren zweiten Eingang ein über einen mit 27 MHz getakteten Zähler 42 und einen weiteren D/A-Wandler 43 zugeführtes W-Synchronsignal anliegt.

Das Ausgangssignal der Summiarstufe 41 wird über einen Tiefpaß 44 mit einer Grenzfrequenz von 11,5 MHz geführt danach in einem Verstärker 45 verstärkt und ist an der Ausgangsklemme 46 zur weiteren Verarbeitung bzw. Verteilung abnehmbar.

Zur Erzeugung der in der Schaltung nach F i g. 1 benötigten Synchronisiersignale ist ein Taktgeber 46 vor- gesehen, welcher mit Hilfe eines an Klemme 47 anliegenden externe/i Synchronisiersignals sämtliche zum Betrieb der Schaltung erforderlichen Abtastsignale usw. ableitet.

45

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung eines ZeitnuiJtiplex-Farbvideosignals, welches sämtliche für die Färbbildwiedergabe notwendigen Signalkomponenten (Y, U, V) jeweils in einer Fernsehzeile enthält, wobei durch Digitalisierung ein getrennt codiertes Farbvideosignal erzeugt wird, dessen Leuchtdichtesignalkomponente mit einer höheren Abtastfrequenz abgetastet wird als die jeweilige Farbartsignalkomponente, dadurch gekennzeichnet,

daß die drei Datenströme (a, b, c) unterschiedlicher Datenrate der getrennt codierten Signalkomponenten (Y, LJ, V) des Farbvideosignals durch zeitliche λ Verschachteiung der einzelnen Datenworte aus den Signalkomponenten im Verhältnis 2 :1 :1 (Y: U: V) in zwei jeweils abwechselnd aus Luminanz- und Chrominanzdatenworten bestehende Datenströme (I m) gleicher Datenrate mit der höheren Abtastfrequenz umgewandelt werden,
daß die einzelnen Datenworte dieser beiden Datenströme (I, m) zeilenweise in je eine Speicheranordnung (26,27 bzw. 28,29) mittels je einer zugeordneten Adresse an den jeweilig vorgesehenen Speicherplatz so eingeschrieben wurden, daß beim sequentiellen Auslesen der Speicheranordnungen (26, 27 bzw. 28, 29) zwei weitere Datenströme (V, m') gleicher Datenrate mit der höheren Abtastfrequenz entstehen, weiche die Luminanz- und Chrominanzdatenworte ^:n der für das Zeitmultiplexsignal an sich bekannten Reihenfolge enthalten,
daß während des EinschreVbens der Datenströme (I, m) in die einen Speicheranorrinungen (26,27 bzw. 28, 29) gleichzeitig das sequentielle Auslesen der weiteren Datenströme (V, m') aus den jeweils anderen Speicheranordnungen (28,29 bzw. 26,27) erfolgt,
und daß die beiden sequentiell ausgelesenen weiteren Datenströme (I', mj durch Multiplexung bei Verdoppelung der höheren Abtastfrequenz in einen seriellen Datenstrom (n) umgewandelt werden, von welchem das Zeitmultiplex-Farbvideosignal abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Datenstrom (m) die geraden Leuchtdichtedatenworte und der andere Datenstrom (I) die ungeraden Leuchtdichtedatenworte enthält, und daß der eine Datenstrom (m) gerade Farbartdatenworte der einen Farbartkomponente (U) und ungerade Farbartdatenworte der anderen Farbartkomponente (V), während der andere Datenstrom (I) die ungeraden Farbartdatenworte der einen Farbartkomponente (U) und die geraden Farbartdatenworte der anderen Farbartkomponente (V) enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Datenstrom (k) um eine Datenwortlänge gegenüber dem anderen Datenstrom verzögert wird, so daß zwei zeitlich nacheinander liegende Datenwörter der gleichen Signalkomponente gleichzeitig an zwei einander entsprechende Speicherplätze eingeschrieben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den von einer Farbbildsignalquelle erzeugten Farbsignalen (R. G, B) durch Matrizierung (11) ein Leuchtdichte- (Y) und zwei Farbdifferenzsignale (LJ, V) gewonnen werden, daß diese drei Signale (Y, U. V) ticfpaßgefilterl (12 bis 14) und digitalisiert (16 bis 18) werden, wobei das digitale Leuchtdichtesignal (Y) mit einer doppelt so hohen Abtastfrequenz abgetastet wird wie die zwei digitalen Farbdifferenzsignale (U, V), daß die drei digitalen Signalkomponenten mittels dreier, mit einer der höheren Abtastfrequenz entsprechenden Schaltfrequenz umschaltbarer Schalter (22) in die beiden Datenströme (I m) umgewandelt werden, daß die beiden Datenströme (I, m) gleichzeitig zeilenweise in die eine Hälfte der Speicheranordnung (26,27 bzw. 28,29) eingeschrieben, während gleichzeitig aus der anderen Hälfte (28,29 bzw. 26,27) die vorhergehende Zeile in zwei Datenströmen (V, m') seriell ausgelesen wird, daß diese beiden Datenströme (V, m') nach Umwandlung mittels eines mit doppelter Abtastfrequenz betriebenen Umschalters (38) in einen Datenstrom (n) D/A-gewandelt (39) wird, so daß ein analoges Zeitmultiplexsignal, welches danach außerdem noch synchronisiert (41 bis 43) und bandbegrenzt (44) wird, abnehmbar ist