DE3431262A1

DE3431262A1 - Mit fortlaufender zeilenabtastung arbeitendes fernsehgeraet

Info

Publication number: DE3431262A1
Application number: DE3431262A
Authority: DE
Inventors: Dalton Harold Princeton N.J. Pritchard
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1983-08-26
Filing date: 1984-08-24
Publication date: 1985-03-14
Also published as: ES8606768A1; FI76471B; KR920005201B1; NL8402594A; GB2145900A; AT395667B; AU3202684A; CA1230669A; DK406284A; ES535416A0; FR2551291B1; IT8422421A0; CS266562B2; JPS6069998A; HK23293A; GB2145900B; FI843283A0; FI76471C; FR2551291A1; CS624684A2

Description

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RCA 79680

U.S.Ser.No. 526,700
AT: 26. August 1983

RCA Corporation New York, N.Y. (USA)

Mit fortlaufender Zeilenabtastung arbeitendes Fernsehgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Farbfernsehwiedergabegerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere ein Farbfernsehwiedergabegerät, wie einen Fernsehempfänger, bei dem die Bildwiedergabe durch fortlaufende Zeilenabtastung erfolgt.

Die derzeit gebräuchlichen Fernsehempfänger und Monitore liefern nicht die besten Bilder, die sich unter den Bedingungen der bestehenden Zeilennormen erzeugen lassen. Es ist daher wünschenswert, die Wiedergabe zu verbessern und eine "HiFi"-Wiedergabe zu erzeugen. Eine ins Einzelne gehende Diskussion dieses Problems findet sich in der Veröffentlichung "High Definition Television Studies on Compatible Basis with Present Standards" von Broder Wendland in dem Buch "Television Technology in the 80's", Verlag SMPTE, S. 151-161 (1981).

Eines der Hauptprobleme bei Fernsehsystemen mit Zeilensprung, wie bei dem "525/30"-NTSC-System mit 525 Zeilen pro Vollbild und 30 Halbbilder pro Sekunde, oder beim

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625/25-PAL-System, sind die Artifakte, die durch den Zeilenabtastprozeß entstehen. Diese Artifakte haben ihre Ursache hauptsächlich in dem normgemäßen Zeilensprungverfahren. Bei diesem Verfahren wird z.B. das 525-Zeilen-Vollbild in zwei aufeinanderfolgende 262 1/2-Zeilen-Halbbilder aufgeteilt. Die 262 1/2 Zeilen des einen Halbbildes werden in einer sechzigstel Sekunde abgetastet und anschließend werden die restlichen 262 1/2 Zeilen des nächsten Halbbildes - abgetastet, die die Zwischenräume zwischen den Zeilen des ersten Halbbildes einnehmen. Durch diese verschachtelte Zeilensprung-Abtastung entsteht der subjektive Eindruck, daß die Zeilen des Rasters als Funktion einer vertikalen Bewegung in vertikaler Richtung driften* Diese scheinbare Drift ist besonders deutlich, wenn man einen großen BiIdschirm in relativ geringem Abstand betrachtet.

Das in jüngerer Zeit aufgetretene Interesse an der Entwicklung von Fernsehsystemen mit hoher Auflösung (HDTV) hat zu Techniken geführt, mit denen die derzeitigen Systeme im Rahmen der bestehenden Normen subjektiv verbessert werden sollen. Sine bekannte Maßnahme dieser Art ist die sog. _ fortlaufende oder progressive Abtastung. Das ankommende Signal mit konventioneller 2:1-Vertikalverschachtelung (Zeilensprung mit zwei Halbbildern) wird in einem geeigneten Speicher gespeichert und anschließend ohne Zeilensprung, d.h.,mit fortlaufender Zeilenabtastung wiedergegeben. Beispielsweise werden im Falle eines NTSC-Signales alle 525 Zeilen in einer sechzigstel Sekunde wiedergegeben und anschließend werden die gleichen 525 Zeilen wiederholt, um die Vollbildzeit von einem dreissigstel Sekunde auszufüllen. Durch die fortlaufende Abtastung oder Zeilenfolge werden Artifakte, wie Zwischenzeilenflimmern und Aufbrechen der Zeilen bei Bewegung vermieden, die bei einer konventionellen Wiedergabe mit zwei ineinander verschachtelten Halbbildern auftritt. Das subjektive Effekt der fortlaufenden Abtastung ist ein flimmerfreies, stetiges oder

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ruhiges Bild, das vom Betrachter als angenehmer empfunden wird. Bei der technischen Realisierung der fortlaufenden Zeilenabtastung werden u.a. Speicherelemente für ein Halbbild und/oder ein Vollbild zusammen mit Ausgangspuffern, die für die zweifache Abtastrate geeignet sind, verwendet. Es gibt auch Lösungen, bei denen kein Speicher für ein ganzes Halbbild sondern nur Speicher für wenige Zeilen (z.B. vier pro Kanal) in Verbindung mit Interpolationsanordnungen und Kommutier-Puffer für die zweifache Abtastrate benötigt werden. Ein solches System ist beispielsweise aus der WIPO-Veröffentlichung WO83/00968 vom 17. März 1983 beschrieben. Ein anderes System dieser Art ist aus der GB-OS 2 111 343 bekannt. Die bekannten Zeileninterpolationssysteme arbeiten mit getrennter Interpolation für das Rotsignal R, das Grünsignal G und das Blausignal B oder mit getrennter ·Interpolation für das Leuchtdichtesignal Y sowie die beiden Farbdifferenzsignale (z.B. I und Q).

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Farbfernsehwiedergabegerät zum Erzeugen eines Bildes mit fortlaufender Zeilenabtastung eine Quelle für Fernsehsignale, welche-die Leuchtdichte und die Farbart eines Bildes darstellen, das mit Zeilensprung rastermäßig abgetastet ist. Durch eine mit der Fernsehsignalquelle gekoppelte Leuchtdichte-Zeitkompressionsanordnung wird die Dauer jeder Zeile des die Leuchtdichte darstellenden Signals durch einen vorgegebenen ersten Faktor geteilt. Durch eine mit der Signalquelle gekoppelte Farbart-Zeitkompressionsanordnung wird die Zeitdauer jeder Zeile der die Farbart darstellenden Signale durch einen vorgegebenen zweiten Faktor geteilt, um zeitkomprimierte Farbartsignale und Replikate jeder Zeile der zeitkomprimierten Farbartsignale, zu erzeugen, die einen kontinuierlichen Strom oder eine kontinuierliche Folge von zeitkomprimierten replizierten, die Farbart darstellenden Signalen zu bilden. Die die Leuchtdichte darstellenden Signale werden auf eine Interpolations-

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anordnung gekoppelt. Die Interpolationsanordnung erzeugt Zeilen von Signalen, welche eine Schätzung von Signalen darstellen, die das Bild zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen des Signales von der Fernsehsignalquelle darstellen wurden. Das Gerät enthält ferner eine Wiedergabeeinrichtung, um mit fortlaufender Zeilenabtastung die Videozeilen von der Farbart-Zeitkompressionsanordnung und die Videozeilen von der Leuchtdichte-Zeitkompressionsanordnung wiederzugeben, wobei die Farbartsignale keiner Interpolation unterworfen werden und die Leuchtdichtesignale interpoliert werden.

_Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung

unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. 15

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines mit fortlaufender

Zeilenabtastung arbeitenden Fernsehempfängers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegen

den Erfindung;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm, auf das bei der Erläuterung der Arbeitsweise des Fensehempfängers gemäß Fig. 1 Bezug genommen wird;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines mit fortlaufender Zeilenabtastung arbeitenden Fernsehempfängers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines für den Empfänger gemäß Fig. 1 geeigneten Beschleunigungsprozessors und Interpolierers.

Die folgenden Ausführungsformen der Erfindung werden im

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Zusammenhang mit einem NTSC-Farbfernsehsignalgemisches mit Zeilensprung beschrieben, selbstverständlich läßt sich die Erfindung auch auf andere Fernsehnormen mit Zeilensprung, wie die PAL-Norm anwenden.

Der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird ein analoges Farbfernsehsignalgemisch (FBAS-Signal) einer Norm mit Zeilensprung von einer nicht dargestellten Signalquelle an einer Klemme 1 zugeführt. Das Farbfernsehsignalgemisch kann das demodulierte Äusgangssignal des ZF-Teiles eines üblichen Farbfernsehempfängers sein.

Das FBAS-Signal wird einer eine phasenverriegelten Schleife enthaltenden PLL-Schaltung 3 zum Erzeugen von Synchronisier- und Taktsignalen zugeführt, die zur Steuerung des zeitlichen Ablaufes der verschiedenen Funktionen der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 dienen. Die von der PLL-Schaltung gelieferten Signale, die beispielsweise Vielfache des Farbhilfsträgers von 3,58 MHz und der Zeilensynchronisiersignale von 15,7 kHz enthalten können, werden einer Folgesteuerschaltung 5 zugeführt, die Taktsignale für die verschiedenen Operationen der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 in der richtigen Folge und zu den richtigen Zeiten für die Operationssteuerung liefert. Die Folgesteuerschaltung 5 liefert mindestens vier Taktsignale: ein zeilen-' frequentes Signal f., (z.B. 15,734 Hz), ein halbzeilenfrequentes Signal f„/2, ein Signal mit einer Frquenz

hl

gleich dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz (beispielsweise 4 χ 3.58 MHz) und ein Signal mit einer Frequenz gleich dem Achtfachen der Farbhilfsträgerfrequenz (z.B, 8 χ 3,58 MHz). Die die PLL-Schaltung 3 und die Folgesteuerschaltung 5 bildenden Schaltungsteile können einen Oszillator, der in eine mit dem ankommenden Signal synchronisierte phasenverriegelte Schleife geschaltet ist, eine Teilerkette zum Erzeugen von Takt- und Steuersignalen, und eine Zähleranordnung zum Adressieren von digitalen

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Zeilenspeichern, auf die noch eingegangen wird, enthalten. Bei einem NTSC-System mit einer Taktrate gleich dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz kann jeder Zeilenspeicher z.B. 910 Bildelemente enthalten.

Gleichzeitig wird das Signalgemisch von der Klemme 1 zum Umwandeln in ein Digitalsignal einem Analog-Digital-Umsetzer 7 zugeführt, der durch ein Taktsignal der vierfachen Farbträgerfrequenz (4sc) gesteuert wird, das ihm über eine Klemme 9 von der Folgesteuerschaltung 5 zugeführt wird. Das digitale Signal vom Analog-Digital-Umsetzer 7 ist eine Folge von 8-Bit-Zahlen, die die Analogwerte des ■ _Signalgemisches darstellen. Das digitalisierte Videosig-•nalgemisch wird einem NTSC-Decodierer 11 zugeführt, der das Leuchtdichtesignal Y und die beiden Farbartsignale I und Q voneinander trennt und sie einem Interpolierer 13, einem Tiefpaßfilter 15 bzw. einem Tiefpaßfilter 17 zuführt. Der Interpolierer 13, dem das digitale Leuchtdichtesignal zugeführt ■ ist, liefert geschätzte Zwischenzeilen für eine Beschleunigungsschaltung 19, die die Geschwindigkeit auf das doppelte erhöht bzw. die Signaldauer auf die Hälfte verkürzt und unten noch näher erläutert werden wird. . Der Interpolierer 13 enthält eine Verzögerungsschaltung mit einer Verzögerungsdauer gleich einer Zeilendauer 1H sowie einen Addierer 23. Der Interpolierer 13 ist ein Zweipunktinterpolierer, der eine Schätzung oder Näherung von Zwischenzeilen durch Mittelung der Signalwerte zweier benachbarter Zeilen bildet. Der Interpolierer 13 liefert eine Folge von gleichzeitigen interpolierten Videozeilen

V. und durchgelassenen ungeänderten Videozeilen V . Die interpolierten Videozeilen V. sind jeweils die Summe (einschließlich eines Wichtungsfaktors zur Bildung eines Mittelwertes, der augenblicklichen, unmodifizierten Videozeile und einer durch die 1H-Verzögerungsschaltung 21 verzögerten Videozeile (beim NTSC-System ist die Dauer einer Zeilenperiode etwa 63 με). Das unmodifizierte

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' Videosignal wird über Schalter 25 und 27, die durch die Folgesteuerschaltung 5 gesteuert werden,alternierend 1H-Verzögerungsleitungen 29 und 31 der Beschleunigungsschaltung 19 zugeführt. In entsprechender Weise wird das interpolierte Videosignal über Schalter 37 und 39, die

ebenfalls durch die jFolgesteuerschlatung 5 gesteuert werden, alternierend 1 H-Verzögerungsleitungen 33 bzw. 35 zugeführt. Die 1H-Verzögerungsleitungen 21, 29, 31, 33 und 35 können beispielsweise FIFO-Pufferschaltungen (Speicherschaltungen, in denen die zuerst eingespeicherten Werte auch wieder zuerst ausgegeben werden) sein. Bei einem mit Datenproben arbeitenden System können diese Schaltungen CCD-Verzögerungsschaltungen sein. Die Puffer in der Beschleuni-

gungsschaltung 19 sind so ausgebildet, daß die Eingangssig-'5 nale mit einer erstön Taktrate gespeichert und die Ausgangssignale mit eirier von der ersten Rate verschiedenen (z.B. doppelt so größen) Rate herausgelesen werden können.

i
Der Betrieb mit der itioppelten Rate während des Herauslesens erhöht die Bandbreite des Signals um den Faktor 2 und ver- ^zv kürzt außerdem auch die Dauer der Signale um den Faktor 2. Die Videozeilen, die normalerweise eine Dauer von etwa 63ps haben und in 63ps -in einen Puffer eingespeichert werden, werden also aus dem Puffer in etwa 31,5μΞ herausgelesen. Im allgemeinen erfolgt das Eintakten der Signale in die '

or :

■*^J Verzögerungsschaltungen 29, 31, 33 und 35 mit dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz (4sc) und das Herauslesen der Signale erfolgt mit dem Achtfachen der Farbträgerfrequenz (8sc). Um ein kontinuierliches, fortlaufendes Videosignal zu erzeugen, werden die Schalter 41 und 43 durch die Fogle-

steuerschaltung 5 mit der halben Zeilenfrequenz, also f„/2 auf die jeweils zu lesende Verzögerungsleitung umgeschaltet während der Schalter 35 durch die Folgesteuerschaltung 5 mit der Zeilenfrequenz f„ betätigt wird und das Y-Signal doppelter Rate wählt, um ein fortlaufendes Leuchtdichte-

signal zu erzeugen, das alternierend unverändert und interpoliert ist. ■ !

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' Die Arbeitsweise des Interpolierers 13 und der auf das Doppelte beschleunigenden Beschleunigungsschaltung 1 9 soll nun unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm in Fig. 2 erläutert werden. Angenommen, in der Verzögerungsschaltung 35 sei kurz vor dem Zeitpunkt t„ die interpolierte Zeile gespeichert worden, die aus den Zeilen 1 ~+l ₁ gewonnen wurde, während in der Verzögerungsschaltung 31 die unveränderte Zeile 1 _.. gespeichert worden ist. Im Zeitpunkt t~, also beim Beginn des Eintreffens der Zeile 1 sind '0 die Schalter 37 und 25 so eingestellt, daß sie die interpolierte Zeile aus 1 ..+1 und die unmodifizierte Zeile ^ n-1 η

1 zu den Verzögerungsschaltungen 33 bzw. 29 durchlassen, .die Schalter 39 und 27 sind geöffnet, die Schalter 41 und 43 sind so eingestellt, daß sie die Verzögerungsschaltun- '3 gen 33 und 35 mit dem Schalter 45 verbinden und der Schalter 45 ist so eingestellt, daß er den Schalter 43 mit der Matrix 65 verbindet. Im Intervall t -t. wird jeweils die eine Hälfte der interpolierten Zeile 1 ..+1 und der un-

n-1 η

modifizierten Zeile 1 in die Verzögerungsschaltungen 33

ⁿ

bzw. 20 eingetaktet und die interpolierte Zeile 1 _o+l ₁

η— A η— ι

wird mit der doppelten Rate aus der Verzögerungsschaltung 35 in die Matrix 65 herausgetaktet. Im Zeitpunkt t. werden .die Schalter 41 und 43 so eingestellt, daß die Verzögerungsschaltungen 29 und 31 mit dem Schalter 45 verbunden werden.

Im Intervall t. bis t„ werden die restlichen Hälften der Zeilen 1 _₁+1 sowie 1 in die Verzögerungsschaltungen 33- bzw. 29 eingetaktet und die unmodifizierte Zeile 1 wird aus der Verzögerungsschaltung 31 in die Matrix 65 getaktet. Im Zeitpunkt t_o werden die Schalter 25 und 37

geöffnet während der Schalter 39 und 37 so eingestellt werden, daß die interpolierte Zeile 1 +1 sowie die unmodifizierte Zeile 1 , zu den Verzögerungsschaltungen 35 bzw. 31 durchgelassen werden während die Schalter 41 und 43 so eingestellt werden, daß die Verzögerungsschaltungen 3 3 und 35 mit dem Schalter 45 verbunden sind und der Schalter 45 wird so eingestellt, daß er die

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Verzögerungsschaltung 33 mit der Matrix 65 verbindet. Im Intervall t^-t., wird die eine Hälfte der interpolierten

Zeile 1 +1 . und der unmodifizierten Zeile 1 _Λ in die η n+1 n+1

Verzögerungsschaltung 35 bzw. 31 getaktet, während die interpolierte Zeile 1 .,+1 mit der doppelten Rate über

η-1 η ^c

die Schalter 41 und 45 in die Matrix 65 getaktet wird. Im Zeitpunkt t., werden die Schalter 41 und 43 so umgeschaltet, daß sie die Verzögerungsschaltungen 29 bzw. 31 mit dem Schalter 45 koppeln. Während des Intervalles t^-

t. wird die restliche Hälfte der Zeile 1 +1 _Λ sowie 4 η n+1

der Zeile 1 , in die Verzögerungsschaltung 35 bzw. 33 getaktet während die unmodifizierte Zeile 1 mit der doppelten Rate aus der Verzögerungsschaltung 29 über die Schalter 41 und 45 in die Matrix 65 getaktet wird. Die Schalter 25, 27, 37 ,j 39 und 45 bleiben also während eines Intervalles von 1/f_H in einer ersten Stellung und für einen Intervall von 1 /f in einer anderen Stellung, d.h., daß sie mit der Rate f„ umgeschaltet werden, während die "

Schalter 41 und 43 jeweils für einen Intervall von 2/f„

in der einen und der anderen Stellung bleiben, d.h. sie schalten mit einer Rate von f_H/2. Die Beschleunigungsschaltung 19, der -Interpolierer 13 und die Folgesteuerschaltung 5 können auch so ausgebilet werden, daß man Verzögerungsleitungen verwenden kann, die beim Lesen mit der Hälfte der Rate der Verzögerungsleitungen der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 arbeiten, wie es z.B. in der gleichrangigen Anmeldung beschrieben ist, die auf der US-Patentanmeldung No. 5 26 701 basiert. Eine Beschleunigugnsschaltung und ein Interpolierer dieser Art werden im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.

Das I-Signal vom Decodierer 11 wird in einem Tiefpaßfilter auf eine Bandbreite, die bei einem NTSC-Signal beispielsweise 1,5 MHz betragen kann, tiefpaßgefiltert. In dieses Filter und alle anderen Filter, die hier erwähnt werden, können in digitaler Technik ausgeführt sein. Das Q-Signal

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^ wird durch ein Tiefpaßfilter 17 auf eine Bandbreite, die bei einem NTSC-System beispielsweise 0,5 MHz betragen kann, tiefpaßgefiltert. Die tiefpaßgefilterten Signale I und Q werden einer Zweifach-Beschleunigungsschaltung 47 zugeführt. Q Hier werden die Zeilen des tiefpaßgefilterten I-Signales durch einen Schalter 53, der durch die Folgesteuerschaltung 5 mit der Zeilenfrequenz umgeschaltet wird, alternierend puffern oder 1H-Verzögerungsleitungen 49 und 51 zugeführt. Die Verzögerungsleitungen 49 und 51 können Einrichtungen

iQ■ vom Typ eines RAM "sein und werden beim Speichernmit einer ersten Rate und beim Lesen zweimal mit einer höheren Rate, d.h., im Zweifachen der Einspeicherrate, getaktet. Die Zeilen des I-Signales werden also alternierend auf die Verzögerungsleitungen 4 9 und 51 geschaltet, die beim Speichern

₁g mit dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz (4sc) getaktet werden. Die Ausgänge der Verzögerungsleitungen 49 und 51. sind mit den Eingangsklemmen eines Umschalters 55 verbunden, der unter Steuerung durch die Folgesteuerschaltung 5 mit der Zeilenfrequenz schaltet und dementsprechend ein "beschleunigtes" Signal liefert. Das Ausgangssignal des Schalters 55 ist also ein kontinuierliches I-Signal, das die doppelte, Rate wie das Eingangs-I-Signal hat und in dem jede Zeile zweimal wiederholt wird. Durch die Schalter 53 und 55 sowie die Verzögerungsleitungen 49 und 51

«π wird also ein kontinuierliches I-Signal zweimal nacheinander mit dem Doppelten der Eingangsrate herausgelesen. Bei einer anderen Ausführungsform könnte jede Verzögerungsleitung 49 und 51 zwei 1H-CCD-Puffer enthalten, in denen mit der langsamen Rate gleichzeitig gespeichert wird und

₃q aus denen die gespeicherten Signale nacheinander mit der höheren Rate herausgetaktet werden, um das wiederholte, zeitlich komprimierte I-Signal zu bilden. In entsprechender Weise wird das Q-Signal über einen Schalter 51 mit einer ersten Rate, die beispielsweise das Vierfache der

„j. Farbträgerfrequenz (4sc) betragen kann, in IH-Verzögerungsschaltungen 57 und 59 (bei denen es sich um Einrichtungen

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vom Typ eines RAM handeln kann) eingetaktet und über einen Schalter 63 mit einer Rate, die das Doppelte der Schreibrate, also beispielsweise das Achtfache der Farbträgerfrequenz (8sc) beträgt, herausgelesen,- um ein Q-Signal zu erzeugen, das kontinuierlich ist, die doppelte Rate des Eignangs-Q-Signales hat und in dem jede Zeile wiederholt, also doppelt ist. Es steht also ein kontinuierliches Q-Signal zur Verfugung, das mit der doppelten Eingangsrate zweimal nacheinander herausgelesen worden ist. Die

getrennten Signale Y, I und Q doppelten Rate werden in einer Matrixschaltung 65 verarbeitet, welche Signale R, G und B doppelter Rate erzeugt. Die Signale R, G und B, bei denen es sich um digitale Signale handelt, v/erden entsprechenden Digital-Analog-Umsetzern 67, 69 bzw. 71 zugeführt, um analoge R-, G- und B-Ausgangssignale zu erzeugen. Die an den Ausgängen der Digital-Analog-Umsetzer 67, 69 und 71 auftretenden analogen Signale R, G und B, die die doppelte Bandbreite der entsprechenden Normsignale haben, werden einer Wiedergabeeinheit 73 mit einer BiIdröhre zugeführt, die mit einer Zeilenfrequenz von beispielsweise 31,5 kHz arbeitet, so daß alle 525 Zeilen fortlaufend wiedergegeben werden.

Bei dem Gerät gemäß Fig. 1 werden also 525 fortlaufend abgetastete oder zeilensprunglose Videosignalzeilen für jedes der verschachtelten 262 1/2-Zeilen-Halbbilder des zugeführten Videosignales erzeugt und wiedergegeben. Das Aussehen eines auf diese Weise erzeugten Bildes ist dem eines Bildes mit gleichförmigem Bildfeld/ also einem Bild ohne subjektiv erkennbare Zeilenstruktur,sehr weitgehend angenähert.

Bei dem beschriebenen Konzept erfolgt eine Interpolation und eine Umsetzung auf die doppelte Rate oder Zeilenfrequenz im Leuchtdichtesignalkanal zuzüglich einer Umsetzung auf die doppelte Rate (ohne Interpolation)

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im Farbartsignalkanal. Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 liefert ein Leuchtdichtesignal, das interpoliert und in der Geschwindigkeit oder Rate verdoppelt ist und das zwischen unmodifizierten und interpolierten Zeilen alterniert. Die demodulierten Farbartkomponenten werden individuell in der Geschwindigkeit oder Rate verdoppelt und mit dem Leuchtdichtesignal doppelter Rate matrixmäßig verarbeitet, um Komponentensignale R, G und B doppelter Rate zum Betrieb einer Wiedergabeeinrichtung zu erzeugen, die mit der doppelten Zeilenfrequenz (also beispielsweise von 15,734 kHz auf 31,468 kHz) arbeitet.

Eine andere Ausführungsform mit Interpolation und Umsetzung auf die doppelte Rate im Leuchtdichtesignalkanal und Umsetzung auf die doppelte Rate ohne Interpolation im Farbartkanal ist in Fig. 3 dargestellt. Die Umsetzung auf die doppelte Rate (Wiederholung jeder Zeile) kann bei den- individuellen Basisbandsignalen I und Q nach der Demodulation gemäß Fig. 1 oder mit dem Farbartsignal nach der Abtrennung vom Leuchtdichtesignal jedoch vor der Demodulation des Farbartsignales in die Komponenten I und Q durchgeführt werden. Das letztere Verfahren soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert werden.

Der Klemme 1 wird ein analoges Farbfernsehsignalgemisch, bei dem die Zeilen verschachtelt sind, also mit Zeilensprung geschrieben werden, zugeführt. Gleichartige 'oder wirkungsgleiche Bauelemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Signalgemisch kann, wie erwähnt, das demodulierte Ausgangssignal vom Zwischenfrequenzteil eines üblichen Fernsehempfängers sein. Auch bei Fig. 3 soll angenommen werden, daß es sich um ein NTSC-Farbfernsehsignal mit Zeilensprung handelt. Das Signalgemisch wird einer Folgesteuerschaltung 5 über eine phasenverriegelte Schleife oder PLL-Schaltung 3 zugeführt. Die Folgesteuerschaltung liefert Taktsignale für die verschiedenen Opera-

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tionen in Fig. 3 in der richtigen Sequenz und mit der richtigen Zeit, wie sie für die Operationssteuerung benötigt werden. Bei dem Gerät gemäß Fig. 3 liefert die Folgesteuerschaltung 5 mindestens fünf Taktsignale: ein zeilenfrequen-. tes Signal f„, ein halbzeilenfrequentes Signal f„/2, ein

■ti π

Signal der zweifachen Farbträgerfrequenz (z.B. 2 χ 3,58 MHz), ein Signal der vierfachen Farbträgerfrequenz für ein Signal der achtfachen Farbträgerfrequenz. Wie noch erläutert werden wird, dient das Signal der doppelten Farbträgerfrequenz (2sc) als Referenzträger zur Demodulation des Farbartsignales doppelter Rate in seine Komponenten, d.h., in I- und Q-Signale doppelter Rate.

Das Signalgemisch von der Klemme 1 wird außerdem gleichzeitig einem Analog-Digital-Umsetzer 7 zugeführt, in dem das analoge Signalgemisch mit dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz (4sc) in 8-Bit-Zahlen digitalisiert wird. Das digitalisierte Signalgemisch wird einem Kammfilter 10 zugeführt, wo es unter Erzeugung eines Leuchtdichtesignales Y/ das über eine Leitung 12 einem Interpolierer 13 zugeführt wird, und ein Farbartsignal C kammgefiltert wird, weichletzteres über eine leitung 14 einem Bandpaßfilter 18 zugeführt wird, dessen Durchlaßbereich beispielsweise um die Farbträgerfrequenz se von 3,58 MHz zentriert ist. Das Leuchtdichtesignal wird im Interpolierer 13 interpoliert und in einer Zweifach-Beschleunigungsschaltung 19 auf die doppelte Rate beschleunigt sowie dann einer Matrix 65 zugeführt, ähnlich wie es unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert worden war. Der Interpolierer 13 und die Beschleunigungsschaltung 19 arbeiten wie die entsprechenden Schaltungen 13 und 19 in Fig. 1, so daß sich eine erneute Erläuterung erübrigt.

Das Farbartsignal wird jedoch hier anders verarbeitet, als bei dem Gerät gemäß Fig. 1 . Bei Fig. 3 wird das Farbartsignal vor der Demodulation auf die doppelte Rate beschleu-

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nigt und dann erst in die Komponenten I und Q demoduliert. Das Farbartsignal wird, wie bereits erwähnt wurde, über den Leiter 14 dem Bandfilter 18 zugeführt, in dem es digital auf ein Band um-beispielsweise die Farbträgerfrequenz von 3,58 MHz gefiltert wird.. Das bandgefilterte Farbartsignal wird dann einer Zweifach-Beschleunigungsschaltung 46 zugeführt. Dort wird das bandgefilterte Farbartsignal über einen Schalter 52, der durch die Folgesteuerschaltung 50 mit der Zeilenfrequenz f„ gesteuert wird, alternierend 1H-Verzögerungsleitungen 48 und 50 zugeführt, bei denen es sich um Einrichtungen vom Typ eines RAM handeln kann. Die 1H-Verzögerungsleitungen 48 und 50, die ähnlich ausgebildet sein können, wie es unter Bezugnahme auf die Beschleunigungsschaltung 47 in Fig. 1 erläutert worden war, werden beim Speichern mit einer ersten Rate und beim Lesen mit einer zweiten, höheren Rate getaktet und zwar bei diesem Beispiel beim Speichern mit 4sc und beim Lesen mit 8sc. Dadurch, daß man zwischen alternierenden, mit dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz gespeicherten Zeilen zwischen der Verzögerungsleitung 48 und der Verzögerungsleitung 50 umschaltet, erhält man durch den Schalter 54, der unter Steuerung durch die Folgesteuerschaltung 5 mit der Zeilenfrequenz f„ umgeschaltet wird, ein in der Rate erhöhtes Ausgangssignal, so daß das Ausgangssignal des Schalters 54 ein kontinuierliches Farbartsignal der doppelten Rate des Eingangs-Farbartsignales ist und jede Zeile zweimal enthält. Das Farbartsignal doppelter Rate von der Zweifach-Beschleunigungsschaltung 46 wird einem Bandpaßfilter 56 zur Bandfilterung zugeführt, dessen Mittenfrequenz beispielsweise gleich dem Doppelten der Farbträgerfrequenz (2 χ 3,58 MHz) ist. Das bandgefilterte Farbartsignal wird dann einem Demodulator 58 zur Demodulation in Komponentensignale I und Q. doppelter Rate zugeführt. Die Phase des Referenzsignales, dessen Frequenz z.B. 2 χ 3,58 MHz beträgt, muß mit der Zeilenfrequenz,

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d.h. 15,734 kHz, um 180° umgeschaltet werden, um den richtigen .Demodulationsbezug für die beiden mit der doppelten Rate wiederholten Zeilen des Farbartsignales aufrechtzuerhalten. 3ei einer anderen Anordnung kann das Referenzsignal konstant gehalten und dafür die Farbartsignalkomponenten mit der Zeilenfrequenz in der Phase um 180° umgeschaltet werden. Das Signal der doppelten Farbträgerfrequenz und das Signal der halben Zeilenfrequenz von der Folgesteuerschaltung 5 werden also einem Schalter 60 züge-· führt, der das mit der Zeilenfrequenz um 180° umschaltende Referenzsignal an einen Demodulator 58 liefert. In der Matrixschaltung 65 wird aus den Signalen Y, I und Q doppelter Rate R-, G- und B- Signale doppelter Rate erzeugt. Die R-, G- und B-Signale werden, wie oben beschrieben, entsprechenden Digital-Analog-Umsetzern 67, 69 bzw. 71 zugeführt, die analoge Ausgangssignale R, G bzw. B doppelter Bandbreite an eine Wiedergabeeinheit 73 zur Wiedergabe mit fortlaufender Zeilenabtastung liefern.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung liefert also ebenso wie die der Fig. 1 ein Videosignal mit 525 aufeinanderfolgenden, zeilensprungfreien Zeilen für jedes der 262 1/2 Zeilen enthaltenden Zeilensprung-Halbbilder des zugeführten Videosignals. Dadurch, daß die Erhöhung der Geschwindigkeit des Farbartsignales auf das Doppelte vor der Demodulation durchgeführt wird, benötigt man bei Fig. 3 weniger Speicher (zwei der 1H-Verzögerungsschaltungen können entfallen). Bei einer solchen Schaltung muß die Demodulation jedoch mit einem frequenzverdoppelten Referenzträger durchgeführt werden. Dies erfordert, daß die Phase des zur Demodulation dienenden Referenzträgers oder des Farbart-Eingangssignales nach jeder Zwei-Zeilen-Frequenz des Farbartsignales doppelter Rate um 180° umgeschaltet wird. ·

Der Erfindungsgedanke läßt sich selbstverständlich auch

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noch auf andere Weise realisieren und der Gegenstand der Ansprüche ist daher nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann z.B. die Interpolation im Leuchtdichtesignalkanal durch einen komplexeren Prozeß als die beschriebene Zweipunkt-Interpolation durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Vierpunkt-Interpolation verwendet werden (3 1H-Speicher). Mit einem Vierpunktsystem würde sich beispielsweise eine bessere Filterfunktion ergeben, insbesondere weniger Verlust an Vertikaldetail, was jedoch mit zusätzlichem Speicheraufwand er^ kauft werden muß. Durch die Interpolation im Leuchtdichtesignalkanal wird eine Filterfunktion mit einer Nullstelle Jsei der zeitlichen Frequenz von 30Hz erhalten, wodurch Unstetigkeiten oder ein Aufbrechen zwischen den Zeilen bei Bewegungen vermieden und eine gewisse Verringerung des Zwischenzeilenflimmerns sowie ein minimaler Verlust an Vertikaldetail erreicht wird. Der Verlust an Vertikaldetailschärfe kann jedoch subjektiv durch eine Vertikaldetailanhebung verringert werden, wie sie in der gleichrangigen Anmeldung beschrieben ist, die auf der US-Patentanmeldung 526 702 basiert.

Bei den vorliegenden Geräten wird also eine Fernsehwiedergabe mit gleichförmigem Bildfeld und verringerter Erkennbarkeit der abgetasteten Zeilen dadurch erreicht, daß man aus einem ankommenden Videosignal, das Paare von miteinander zu verschachtelnden Halbbildern enthält, während der dauer jedes Halbbildes dieses Signals ein mit fortlaufender Zeilenfolge abgetastetes Bild erzeugt. Hierzu erfolgt im Leuchtdichtesignalkanal eine Interpolation und eine Umsetzung auf die doppelte Rate während im Farbartsignalkanal nur eine Umsetzung auf die doppelte Rate sattfindet. Bei einer Ausführungsform erfolgt die Umsetzung auf die doppelte Rate (Wiederholung jeder Zeile) im Farbartsignalkanal nach der Trennung von der Leuchtdichte, jedoch vor der Demodulation. Bei einer anderen Ausführungsform v/ird das

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Farbartsignal vor der Demodulation auf die doppelte Rate umgesetzt, so daß sie die Demodulation dann mit der doppelten Rate erfolgen muß.

Pig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform für den Interpolierer 13 und die Ratenverdoppelungs- oder Beschleunigungsschaltung 19, wie sie in der oben erwähnten gleichrangigen Anmeldung mit der Priorität aus der US-Anmeldungs-Nr. 526 701 genauer beschrieben ist. — .

Der Interpolierer 13 liefert aufeinanderfolgende, unmodifizierte Fernsehzeilen auf einer ersten Leitung 445 und interpolierte Zeilen, die Schätzungen oder Näherungen von Bildstellen zwischen den unmodifizierten Zeilen darstellen, auf einer zweiten Leitung 443. Vom Eingang bzw. Ausgang einer mit der Leitung 445 verbundenen Verzögerungsschaltung 447 werden gleichzeitig zwei aufeinanderfolgende unmodifizierte Pixels an entsprechende erste Pole von Schaltern 455 bzw. 449 gelegt. Gleichzeitig werden durch Verzögerungsschaltungen 451 und 453, die in Reihe an die Leitung 443 angeschlossen sind, zwei aufeinanderfolgende ge-, schätzte Pixels an die jeweiligen zweiten Pole der Schalter 455 und 449 geliefert. Durch die Schalter 455 und 449 werden die beiden unmodifizierten Pixels und anschließend die beiden geschätzten Pixels über Schalter 459 bzw. 457 jeweils gleichzeitig zwei Zeilenspeichern 461 bzw. 465 zugeführt. Die Schalter 455 und 449 werden mit einer vorgegebenen ersten Rate, z.B. dem Doppelten der Farbträgerfrequenz (2sc) umgeschaltet. Die Zeilenspeicher werden mit einer festen Rate getaktet und liefern die Pixels in der gleichen Reihenfolge, wie sie sie erhalten haben, an einen ersten bzw. zweiten Pol eines Umschalters 469. Der Umschalter 469 greift sukzessive die Pixels jedes Paares mit einer zweiten Rate ab, die größer als die erste Rate ist und z.B. 4sc beträgt.

Während die Pixels einer Zeile in die Speicher 461 und 465 geschrieben bzw. aus diesem gelesen werden, werden die Pixels der folgenden Zeile aus weiteren Speichern 463 und 467 in entsprechender Weise herausgelesen oder in diese Speicher eingespeichert.

Die Speicher 461, 465 und die weiteren Speicher 467, werden durch die Schalter 457 und 459 mit der halben Zeilenfrequenz f„/2 umgeschaltet. Die Speicher können je-

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doch auch direkt mit den Ausgangsklemmen der Schalter 455 und 449 verbunden und für den Empfang der jeweiligen Pixels selektiv aufgetastet werden.

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Claims

DR. DIETpJJ \C. B EZO LJT -- -

DIPL. ING. PETER SCHÜTZ Q λ *5 1 ? R

DIPL. !NG. WOLFGANG HEUSLER P f» 0 J Z 0 Z

PATENTANWÄLTE

MARIA-THERESIA-STRASSl: 2Ϊ
POSTFACH 06O2 6O

D-βΟΟΟ MUENCHEN 86

RCA 79680

U.S.Ser.No. 526,700
AT: 26. August 1-983

RCA Corporation New York, N.Y. (USA)

Mit fortlaufender Zeilenabtastung arbeitendes Fernsehgerät

Patentansprüche

Farbfernsehwiedergabegerat .zum Erzeugen eines Bildes mit fortlaufender Zeileftfolge, mit

- einem Eingang (1) für Signale, die Zeilen mit Leuchtdichte- und Farbartinformation eines mit Zeilensprung abgetasteten Bildes darstellen,

- einem Leuchtdichtesignalkanal mit einer Zeilenkompressionsanordnung (19) und einer Interpolationsanordnung (13) zum Erzeugen eines Leuchtdichtesignales, welches zeitlich komprimierte Leuchtdichtesignalinformationszeilen (Vu), die ohne Interpolation aus den Zeilen mit Leuchtdichteinformation gewonnen sind, und mit diesen verschachtelte, zeitlich komprimierte Signalinformationszeilen (Vi) die durch Interpolation aus den Zeilen mit Leuchtdichteinformation gewonnen sind, enthält,

- einem Farbartsignalkanal (15, 17, 47) zum Erzeugen von Farbartsignalinformationszeilen, und

- einer mit diesen Kanälen gekoppelten Einrichtung (65, 67,

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69, 71, 73) zur Wiedergabe der zeitkomprimierten Leuchtdichteinformationszeilen und der Farbartsignalinformationszeilen mit fortlaufender Zeilenabtastung,

dadurch gekennzeichnet, daß der Farbartsignalkanal (15, 17, 47) eine Schaltungsanordnung (47) zum Erzeugen von zeitlich komprimierten Farbartsignalinformationszeilen, welche ohne Interpolation aus den Zeilen mit Farbartinformation gewonnen sind, und mit diesen verschachtelten, ohne Interpolation gewonnenen Repliken dieser Zeilen als Farbartsignalinformationszeilen für die Wiedergabe mit fortlaufender Zeilenfolge enthält.
2. Farbfernsehwiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Interpolationsanordnung (13) des Leuchtdichtesignalkanals mit den Zeilen mit Leuchtdichteinformation vom Eingang (1) gespeist ist und interpolierte Leuchtdichteinformationszeilen (Vi) erzeugt, und daß die Zeitkompressionsanordnung (19) mit den Zeilen mit Leuchtdichteinformation vom Eingang .(1 ) und mit den interpolierten Leuchtdichteinformationszeilen (Vi) von der Interpolationsanordnung (13) gespeist ist.
3. Farbfernsehwiedergabegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkompressionsanordnung (47) im Farbartsignalkanal einen Zeitkompressor (49, 51, 53, 55) enthält, dem eine demodulierte Farbartsignalkomponente von einer Farbartsignalkomponenten-Demodulatoranordnung (11) zugeführt ist.
4. Farbfernsehwiedergabegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkompressionsanordnung des Farbartsignalkanales einen weiteren Zeitkompressor (51, 57, 59, 63) enthält, dem eine weitere demodulierte Farbartsignalkomponente von derDemodulatoranordnung (11) zu-

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1 geführt ist (Fig. 1).
5.. Farbfernsehwiedergabegerat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbartsignalkanal die 5 Farbartsignal-Zeitkompressoranordnung (46) und eine mit dieser gekoppelte Demodulatoranordnung zum Demodulieren sowohl der zeitkompremierten als auch der replizierten Zeilen der Farbartsignalinformation (C) zum Erzeugen von Zeilen einer ersten bzw. einer anderen 10 Basisband-Farbartsignalkomponente (I, Qx; Q(2x))· enthält.

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