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Farbfernsehempfangsanordnung mit einer
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Farbkorrekturschaltung Die Erfindung betrifft eine Farbfernsehempfangsanordnung
der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.
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Bei den zur Zeit bekannten Farbfernseh-übertragungsverfahren, beispielsweise
PAL, NTSC oder Secam, wird ein breitbandiges Leuchtdichtesignal Y und ein aus zwei
schmalbandigen Farbdifferenzsignalen R-Y und B-Y bestehendes Farbartsignal übertragen.
Diese Signale werden in der Farbfernsehempfangsanordnung in entsprechenden Schaltungen
aufbereitet und aus den aufbereiteten Signalen in Matrixschaltungen die den Farben
Rot, Grün und Blau entsprechenden Farbsignale R, G, B gebildet. Bei der übertragung
dieser Signale wird sowohl senderseitig als auch empfangsseitig die Bandbreite dieser
Signale erheblich eingeschränkt. Das fuhrt -u.a. dazu, daß auf dem Bildschirm die
Farbubergänge nicht scharf begrenzt sind und dadurch verschmiert wirken und daß
die Wiedergabe einer strukturierten Farbfläche insbesondere bei hochgesättigten,
dunklen Farben, wie Blau und Rot, verflacht wird und solche Flächen außerdem flau
und verwaschen wirken. Durch den Verlust der hochfrequenten Farbsignalanteile werden
bei großen Farbsprungen von
hellen zu dunklen Farben oder umgekehrt
die Signalflanken abgerundet oder feine Strukturen mit solchen Farbsprungen nahezu
uberhaupt nicht mehr dargestellt, wie in Fig. 1 gezeigt wird. In den Diagrammen
a), b) und c) sind die Ausgangssignale R , G und B fur die Farbanteile Rot, Grun
und Blau einer von der Kamera abgetasteten blauen Struktur dargestellt. Das aus
den Ausgangssignalen der Farbkamera gebildete Leuchtdichtesignal Y, das nach dem
Bildungsgesetz Y=0,3R+0,59G+O,llB gebildet ist, ist in Fig. 1 im Diagramm d) dargestellt
und die im Sender gebildeten Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y sind in den Diagrammen
e) und f) dargestellt. Infolge der Begrenzung der Bandbreite der Farbdifferenzsignale
im Sender sind die Flanken der Farbdifferenzsignale bereits leicht verschliffen
und ist die Signalform des Signalanteils der in den Diagrammen e) und f) dargestellten
Farbdifferenzsignalen fur den hochfrequent strukturierten Signalanteil des in Diagramm
c) dargestellten Blausignals nahezu eingeebnet. In den Diagrammen g), h) und i)
sind die der Farbbildrohre zugefuhrten und im Empfänger aus den ubert ragenen Leuchtdichte-
und Farbdi fferenzsignalen gebildete Videosignale R, G und B dargestellt. Daraus
ist zu erkennen, daß die Schwingungsstruktur der blauen Farbdarstellung wesentlich
abgeflacht ist und eine geringere Farbsattigung aufweist und daß in dem aufgenommenen
Bildteil nicht enthaltene Rot- und Grunanteile vorhanden sind, die den blauen Farbton
verfälschen.
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Aus der DE-OS 28 28 939 ist eine Farbfernsehempfangsanordnung der
im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art bekannt. In dieser Druckschrift
ist eine Korrekturformel angegeben, die differentielle Ausdrucke enthält
und
nach der die hochfrequenten Farbsignalanteile der Ubertragenen Farbdifferenzsignale
kompensiert werden können. Die aus dieser Druckschrift bekannte Farbkorrekturschaltung
bildet die angegebene Korrekturformel nach.
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Diese Korrekturschaltung weist jedoch infolge aufwendiger Filter-
und Schwellwertschaltungen und aufwendiger Modulatoren, die aus Teilerschaltungen
hohen Schaltungsaufwandes und einem vierquadranten Multiplizierer bestehen, einen
hohen Schaltungsaufwand auf. Die Aufteilung in niederfrequente und hochfrequente
Signalanteile und deren getrennte Verarbeitung erzeugen in der bekannten Farbkorrekturschaltung
Laufzeitfehler, die durch einen zusätzlichen Schaltungsaufwand ausgeglichen werden
müssen. Wegen der systembedingten Verzögerung des Farbartsignales um eine Zeile
beispielsweise beim PAL-und Secam-Verfahren, gibt es außerdem bei der bekannten
Schaltung Bildpunkte, bei denen das Leuchtdichte- und das Farbartsignal nicht zusammenpassen.
In diesem Fall wird eine fehlerhafte Korrektur durchgefUhrt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbkorrekturschaltung
so auszubilden, daß sie gegenUber der bekannten Farbkorrekturschaltung mit wesentlich
einfacheren Mitteln eine ausreichende Farbkorrektur des Ubertragenen Farbfernsehsignales
durchführt und einen verhältnismäßig geringen schaltungstechnischen Aufwand aufweist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches
1 angegebenen Maßnahmen gelost.
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Bei der Darstellung normaler Unterhaltungssendungen fällt der Modulations-
und Sättigungsverlust hochfrequenter Farbmuster hoher Farbsättigung nicht wesentlich
ins Gewicht, da derartige Farbmuster nur gringe Bildanteile des dargestellten Fernsehbildes
ausmachen. Fur die Computergraphik, wie sie beispielsweise bei Bildschirm-oder Videotext
benutzt wird, gilt dies jedoch nicht mehr, da der Betrachtungsabstand wesentlich
geringer ist und fur die Computergraphik hochgesättigte Farben angewendet werden.
Der geringe Schaltungsaufwand einer Farbkorrekturschaltung nach der Erfindung ermöglicht
die Verwendung einer derartigen Farbkorrekturschaltung in Geräten der Unterhaltungselektronik,
die als Massenguter hergestellt werden, ohne daß deren Preis dadurch wesentlich
beeinflußt wird.
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Die Unteranspruche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung. Die Maßnahmen des Anspruches 2 sind dann von besonderem Vorteil,
wenn Signale fur eine stark gesättigte, dunkle Farbe ubertragen werden, da der Anteil
des Leuchtdichtesignals Y fur eine derartige Farbe verhältnismäßig gering ist.
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Dadurch werden insbesondere übersteuerungseffekte vermieden, die andernfalls
auftreten, wenn eine feine senkrechte weiße Linie in einem Feld dunkler Farbe erscheint.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 Diagramme a) bis
i) der Signale bei der übertragung eines Signales fur die Farbe Blau mit einer hochfrequenten
periodischen Struktur, Fig. 2 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zur Auswertung
der Farbsignale in einer Farbfernsehempfangsanordnung mit einer Farbkorrekturschaltung,
Fig. 3 eine Tabelle der Parameterwerte fur die Farbvektoren der Farbdifferenzsignale
R-Y und B-Y für die Farben Blau, Rot und Magenta, Fig. 4 ein Farbvektordiagramm
fUr die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y mit den in der Tabelle der Fig. 3 angegebenen
Kennungsbereichen.
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Fig. 5 Diagramme d') und e') zur schematischen Darstellung der Farbsignale
bei angehobenem Leuchtdichtesignal.
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Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild den Farbteil einer Farbfernsehempfangsanordnung
mit einer Farbdecoderschaltung 1, die aus einem ankommenden FBAS-Signal das Leuchtdichtesignal
Y und die beiden Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y heraustrennt. Eine an die Ausgänge
2 und 3 der Farbdecoderschaltung 1 angeschlossene G-Y-Matrix 4 bildet ein drittes
Farbdifferenzsignal G-Y. An die Farbdifferenzsignalausgänge 2 und 3 der Farbdecoderschaltung
1 und den Ausgang 5 der G-Y-Matrix 4 sind erste Signaleingänge 6 dreier Farbmatrixen
7, 8 und 9 angeschlossen, die aus dem am ersten Signaleingang 6 anliegenden Farbdifferenzsignal
und dem an einem zweiten
Signaleingang 10 anliegenden Leuchtdichtesignal
das Rot-, Gelb- und Blausignal R, G, B zur Ansteuerung der Farbbild- rohre bilden.
Zwischen den Ausgang 11 fur das Leucht- dichtesignal Y der Farbdecoderschaltung
1 und den zweiten Signaleingang 10 der Farbmastrix 7 fur das Rotsignal und der Farbmatrix
9 fur das Blausignal ist je eine SignaL-anhebeschaltung 12, 13 einer Farbkorrekturschaltung
14 geschaltet.
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Die beiden Signalanhebeschaltungen 12 und 13 weisen neben einem Signaleingang
15 fur das Leuchtdichtesignal Y einen ersten Steuereingang 16 und einen zweiten
Steuereingang 17 auf. Liegt kein Steuersignal an den Steuereingängen 16 und 17 der
Signalanhebeschaltungen, dann überträgt die Signalanhebeschaltung das an ihrem Signaleingang
15 anliegende Leuchtdichtesignal Y unverändert an ihren Signalausgang 18. Liegt
ein Steuersignal an einem oder beiden dieser Steuereingänge an, wird das Leuchtdichtesignal
von der Signalanhebeschaltung innerhalb eines in der Signalanhebeschaltung eingestellten
Frequenzbereiches in der Amplitude angehoben und so an den Signalausgang 18 übertragen.
Die Wahl der Steuereingänge 16 und 17 an der Signalanhebeschaltung bestimmt den
Anhebefaktor, mit dem die Signalanhebeschaltung die Amplitude der mit ihr ubertragenen
Signale anhebt. Beispielsweise stellt ein Signal am ersten Steuereingasng 6 der
der Farbmatrix 7 fur das Rotsignal R vorgeschalteten Signalanhebeschaltung 12 einen
Anhebefaktor k=3 ein, während ein Steuersignal am ersten Steuereingang der anderen
Signalanhebeschaltung 13 einen Anhebefaktor k=5 einstellt. Ein Signal am
zweiten
Steuereingang 17 stellt beispielsweise in beiden Signalanhebeschaltungen 12 und
13 den Anhebefaktor k=2,4 ein.
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Weisen in einem anderen Ausfuhrungsbeispiel die beiden Signalanhebeschaltungen
einen Steuereingang fur ein Digitalsignal auf, dann kann der Anhebefaktor fur die
Amplitude des in der Signalanhebeschaltung zu ubertragenden Signales mittels des
an den Steuereingang angelegten Digitalsignales jeweils auf einen vorgegebenen Wert
eingestellt werden.
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Zur Steuerung der Signalanhebeschaltungen 12 und 13 enthält die Farbkorrekturschaltung
14 eine Farbdetektorschaltung 19, die mit Signaleingängen 20 und 21 an die Ausgänge
2 und 3 fdr die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y der Farbdecoderschaltung 1 angeschlossen
ist. Die Farbdetektorschaltung 19 ist so eingestellt, daß sie die Farbdifferenzsignale
für bestimmte vorgegebene Farben, beispielsweise der dunklen Farben Blau, Magenta
und Rot, erkennt und an ihren Ausgängen 22, 23 und 24 ein Steuersignal Sr, Sb und
Sm erzeugt. In einer Tabelle in Fig. 3 sind die Werte der Parameter der beiden Farbdifferenzsignale
R-Y und B-Y angegeben, die den Farben Blau, Rot und Magenta entsprechen und bei
deren gemeinsamen Vorliegen die Farbdetektorschaltung 19 ein Steuersignal erzeugt.
Die Erkennungsbereiche der vektoriellen Auswertung fur die Farben Blau, Rot und
Magenta nach der in Fig. 3 dargestellten Tabelle ist in Fig. 4 dargestellt.
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Liegt der von den Farbdifferenzsignalen R-Y und B-Y gebildete Vektor,
im waagerecht gestrichelten Bereich R fdr die Farbe Rot, erzeugt die Farbdetektorschaltung
19 an ihrem Ausgang 22 ein Steuersignal Sr; liegt der
Farbvektor
im senkrecht gestrichelten Bereich B för die Farbe Blau, erzeugt die Farbdetektorschaltung
an ihrem Ausgang 23 ein Steuersignal Sb; liegt der Farbvektor in dem kreuzschraffierten
Gebiet M fur die Purpurfarbe Magenta, erzeugt die Farbdetektorschaltung an ihrem
Ausgang 24 ein Steuersignal Sm.
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Die Steuerausgänge 22, 23 und 24 der Farbdetektorschaltung 19 sind
über eine Torschaltung 25, die normalerweise durchlässig gesteuert ist, mit den
Steuereingängen 16 und 17 der Signalanhebeschaltungen 12 und 13 verbunden. An den
Ausgang 11 fur das Leuchtdichtesignal Y der Farbdecoderschaltung 1 ist eine Schwellwertschaltung
26 angeschlossen, die die Torschaltung 25 steuert und die Ausgänge 22, 23 und 24
der Farbdetektorschaltung 19 sperrt, wenn das Leuchtdichtesignal eine in der Schwellwertschaltung
26 auf eine vorgegebene Amplitude eingestellte Schwelle öberschreitet. Dadurch wird
verhindert, daß die Farbmatrix 7 fur das Rotsignal oder die Farbmatrix 9 fur das
Blausignal von einem in der Amplitude angehobenen Leuchtdichtesignal y ubersteuert
wird.
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In einer besonderen Ausbildung enthalt die Schwellwertschaltung 26
einen Flankendetektor, der große sprunghafte änderungen des Leuchtdichtesignales
Y erkennt und bei diesen Springen ebenfalls die Ausgänge 22 bis 24 der Farbdetektorschaltung
19 ueber die Torschaltung 25 sperrt.
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Die Auswirkung der die Signalanhebeschaltungen 12 und 13, die Farbdetektorschaltung
19 und die Torschaltung 25 mit der Schwellwertschaltung 26 enthaltenden Farbkorrekturschaltung
14 ist schematisch anhand der Diagramme d') und e') der Fig. 5 in Verbindung mit
den Diagrammen a) bis h) der Fig. 1 dargestellt. Das Leuchtdichtesignal Y zur
übertragung
dunkler Farben weist eine verhältnismäßig kleine Amplitude auf, wie im Diagramm
d) der Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Um die hochfrequente periodische Struktur
des im Diagramm c) der Fig. 1 dargestellten Abtastsignales B wieder herzustellen,
die bei dem im Diagramm f) der Fig. 1 schematisch dargestellten und am Ausgang 3
der Farbdecoderschaltung 1 erzeugten Farbdifferenzsignal -B-Y verloren gegangen
ist, wird die Amplitude des Leuchtdichtesignales Y in der Signalanhebeschaltung
13 angehoben, so daß am Signaleingang 10 der Farbmatrix 9 für das Blausignal ein
in Diagramm b') der Fig. 5 dargestelltes Leuchtdichtesignal Y' anliegt. In dem dadurch
von der Farbmatrixschaltung 9 erzeugten Blausignal B wird auf diese Weise die hochfrequente
periodische Struktur des abgetasteten Signales wieder hergestellt, wie das Diagramm
i') für das in diesem Fall entstehende Ausgangssignal B' der Farbmatrix 9 für das
Blausignal zeigt.
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Im Bereich um das Farbträgersignal (4,43 MHz) darf das in der Si gna
lanhebeschaltung übertragene Leuchtdichtesignal nicht angehoben werden, um Störungen
durch Farbtragerreste nicht ebenfalls zu verstärken. Die günstigste Anhebung des
Leuchtdichtesignales in den Signalanhebeschaltungen (12, 13) liegt im Frequenzbereich
zwischen 1 MHz und 3 MHz.