DE3444399A1 - Schaltung zur korrektur von fehlern in farbsignaluebergaengen - Google Patents

Description

RCA 77272 /Ri

U.S. Ser.No. 558,373

AT: 5.12.1983

RCA Corporation New York, N.Y. 10020, V.St.A.

Schaltung zur Korrektur von Fehlern in Farbsignalübergängen

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Farbfernsehsignalverarbeitungsschaltung und insbesondere eine Farbsignalverarbeitungsschaltung zur Verbesserung der Farbbildwiedergabe.
5

Bei allen Farbfernsehnormen (nämlich NTSC, PAL und SECAM) wird ein Signalgemisch ausgesendet, das ein breitbandiges Leuchtdichtesignal und ein oder mehrere schmalbandige Farbartsignale enthält. In einem Farbfernsehempfänger wird dieses Signalgemisch dazu verwendet, aus den schmalbandigen Farbartsignalen schmalbandige Farbdifferenzsignale zu gewinnen, die dann nach Kombination mit dem breitbandigen Leuchtdichtesignal die primären Rot-, Grün- und Blau-Farbsignale liefern.

Die primären Farbsignale, die sowohl breitbandige wie auch schmalbandige Signalanteile enthalten, dienen der Erzeugung eines Farbbildes.

Enthält das wiederzugebende Bild Gebiete mit starker Farbsättigung und vertikal verlaufende Kanten, dann kann das in dem beschriebenen Verfahren tatsächlich erzeugte Bild fehlerhaft sein. Diese Fehler haben ihre Ursache in Amplitudenänderungen der schmalbandigen

Farbdifferenzsignale, die eine längere Zeit in Anspruch nehmen, als die dazugehörigen Änderungen des breitbandigen Leuchtdichtesignals. Beispielsweise kann bei einem Wechsel von einem gesättigten Rot zu Schwarz das 4.0 MHz breite NTSC-Leuchtdichtesignal für eine vollständige Signaländerung nach Schwarz 250 ns, das 0.5 MHz breite Rot-Differenzsignal dagegen 2 με benötigen. Durch diesen Zeitunterschied in den Signalübergängen werden die vertikal verlaufenden Kanten unscharf und die Farben aus Gebieten starker Sättigung in Zeilenrichtung verschmiert.

Frühere Versuche, dieses Problem zu lösen, zielten auf die Beseitigung der unterschiedlichen Bandbreiten durch eine nachträgliche Vergrößerung der Bandbreite des Farbdifferenz- oder primären Farbsignals, vergleiche hierzu beispielsweise die US-PSen 4,181,917, 4,245,239 (Richman), 4,030,121 (Faroudja), 4,223,342 (Tsuchiya), 4,296,433 (Rzeszewski) und 4,355,326 (Lee). Hierbei wird zunächst ein"Signal, das aus dem breitbandigen Leuchtdichtesignal gewonnen ist, auf Korrelationen mit jedem der Farbdifferenz- oder primären Farbsignale überprüft. Zur Feststellung der Korrelation wird im einfachsten Verfahren das Verhältnis der beiden Signale gebildet, in anderen Verfahren werden komplizierte Funktionen der Ableitungen der Signale verwendet. In Abhängigkeit von der Stärke der Korrelation wird ein breitbandiges aus dem Leuchtdichtesignal gewonnenes Signal in unterschiedlicher Stärke zu jedem der Farbsignale (d.h. der Farbdifferenz- oder der primären Farbsignale) hinzuaddiert. Das Ziel bei all diesen Erfindungen ist es, aus dem Leuchtdichtesignal die verloren gegangene Hochfrequenzkomponente des Farbsignals wiederzugewinnen und zu dem schmalbandigen Farbsignal hinzuzuaddieren, um ein breitbandiges Farbsignal zu rekonstruieren.

Bevor diese Verfahren der Signalverarbeitung effektiv angewendet werden können, müssen jedoch drei große Probleme gelöst sein. Erstens muß die Korrelationsfunktion für jede Farb-Leuchtdichte-Kombination fehlerfreie Ergebnisse liefern. Das ist ein besonderes Problem bei Korrelationsfunktionen, die auf Ableitungen basieren und bei denen die Korrelationsschaltungen Signale mit niedrigem Geräuschabstand zu verarbeiten haben. Zweitens sollen die gewonnenen Leuchtdichtesignale richtig skaliert sein, um ein für die Ausführung der Korrelation geeignetes Signal zur Verfügung zu haben und dem Farbsignal eine Hochfrequenzkomponente hinzuaddieren zu können, die weder zu groß noch zu klein ist. Drittens sollten die gewonnenen Leuchtdichtesignale bezüglich des Farbsignals, das in der Korrelationsfunktion verwendet wird, und bezüglich des Farbsignals, zu dem es hinzuaddiert wird, synchronisiert sein. Die meisten der bekannten Erfindungen lösen diese Probleme mit aufwendigen Schaltungen.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten durch einen anderen Lösungsansatz bei der Korrektur der genannten Bildfehler. Anstatt zu versuchen, die Bandbreite der Farbsignale zu vergrößern, werden bei der vorliegenden Erfindung einfach bestimmte fehlerhafte Farbsignalwerte erkannt und entfernt. Aus dem Leuchtdichtesignal wird für jedes zu korrigierende Farbsignal ein breitbandiges Begrenzungssignal erzeugt. Jedes dieser Begrenzungssignale stellt eine Beschränkung des zugehörigen Farbsignals dar. Durch die erfindungsgemäße Schaltung werden die augenblicklichen Werte dieser Begrenzungssignale mit dem augenblicklichen Wert des zugehörigen Farbsignals verglichen. Ist der Wert des Farbsignals größer als ein oberer oder kleiner als ein unterer Begrenzungswert, wird der fehlerhafte Farbsignalwert durch diesen Begrenzungswert ersetzt.

-9-

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren bei zumindest einer vollständigen Gruppe von Farbton- und Farbsättigungssignalen (z.B. I und Q, R-Y und B-Y, Rot, Grün und Blau) angewendet. Im Idealfall ist das Verhältnis zwischen den Farbsignalen und dem Leuchtdichtesignal in den Punkten der Farbsignalverarbeitungsschaltung, in denen die Erfindung angewendet wird, linear und unverändert, da dieses Verhältnis zur Bestimmung der Grenzen für die Farbsignale verwendet wird. Beispielsweise wäre zur Gewinnung der für jedes primäre Farbsignal erforderlichen Begrenzungssignale die Leuchtdichtegleichung {Υ = 0.3R + 0.59G + 0.11B) zusammen mit den Amplitudenscheitelwerten des Leuchtdichtesignals und der primären Farbsignale ausreichend.

Die Verwendung dieser Begrenzungswerte sei anhand eines Farbwechsels von gesättigtem Rot nach Schwarz näher erläutert. Während dieses Farbwechsels geht das Leuchtdichtesignal relativ schnell von seinem dem roten Bild entsprechenden Wert in einen dem schwarzen Bild entsprechenden Wert über, während sich das primäre Rot-Farbsignal wesentlich langsamer ändert. Nach der Änderung des Leuchtdichtesignals zeigt das Leuchtdichtesignal schon den Wert für Schwarz, während sich das primäre Rot-Farbsignal noch ändert, was offensichtlich einen Fehler darstellt, und zwar einen Fehler, der zu einer Farbverschmierung führt. Die vorliegende Erfindung behebt Fehler dieser Art.

Das primäre Rot-Farbsignal wird mit einem skalierten Leuchtdichtesignal verglichen, das den größtmöglichen Wert, den ein Rot-Signal bei einem bestimmten Leuchtdichtewert annehmen kann, darstellt. Überschreitet das primäre Rot-Farbsignal dieses obere Begrenzungssignal, wird es korrigiert, indem das obere Begrenzungssignal

anstelle all dieser fehlerhaften Werte eingesetzt wird. Das primäre Rot-Farbsignal wechselt daher schneller von einem gesättigten Rot nach Schwarz, wodurch die ansonsten auftretenden Farbverschmierungen in dem wiedergegebenen Bild nicht mehr sichtbar sind.

Da das erfindungsgemäße Verfahren zu Korrektur fehlerhafter Farbsignale weder von Korrelationsfunktionen Gebrauch macht noch die Addition verschiedener Signale voraussetzt, läßt sich die erfindungsgemäße Schaltung zur Signalkorrektur sowohl für analoge wie auch digitale Anwendungen relativ einfach verwirklichen.

Da ferner das beschriebene Verfahren keine auf die Verwendung von Ableitungen basierenden Korrelationsschaltungen voraussetzt, treten Rausch- und andere Störsignale des Videosignals nicht verstärkt in Erscheinung. Vielmehr wird das durch ein verrauschtes Farbsignal erzeugte Bild verbessert, da die Intensität von zufälligen Farbflecken verringert wird.

Zur Vereinfachung der Darstellung war die vorstehende Erläuterung auf die Anwendung der Erfindung auf nur eine Gruppe von Farbton- und Farbsättigungssignalen beschränkt. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht in einer zusätzlichen kaskadeartigen Signalverarbeitung. Beispielsweise kann bei einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Korrektur von R-Y- und B-Y-Farbdifferenzsignalen eine zusätzliche Korrektur durch Anwendung der Erfindung auf das G-Y-Farbdifferenzsignal, das aus den korrigierten R-Y- und B-Y-Signalen gewonnen ist, erreicht werden.

Gemäß der Grundgedanken der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Schaltung zur Korrektur von Fehlern in Farbsignalübergängen eine Signalerzeugungsschaltung

für Farbgrenzsignale. Breitbandige Leuchtdichtesignale sind einem Eingang der Signalerzeugungsschaltung für Farbgrenzsignale zugeführt, die an ihrem Ausgang ein breitbandiges Begrenzungssignal liefert, das Grenzwerte für ein bestimmtes Farbsignal darstellt. Dieses Begrenzungssignal und sein zugehöriges Farbsignal sind den entsprechenden Eingängen einer Signalkorrekturschaltung zugeführt, die ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Amplitudenwerte im wesentlichen zu jedem Zeitpunkt innerhalb der Grenzwerte liegt. Dieses Ausgangssignal ist ein korrigiertes Farbsignal.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Ausführuhgsform einer einfachen Signalkorrekturschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung; ■
20

Figuren 2A, 2B und 2C Signaldarstellungen verschiedener Signale, die zur Erklärung der Wirkungsweise der Ausführungsform nach Figur 1 nützlich sind,

Figur 3 eine gegenüber der Ausführungsform nach Figur 1 vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, zur verbesserten Korrektur eines R-Y-Farbdifferenzsignals,

Figur 4 eine grafische Darstellung von Gleichungen, die zur Erläuterung der Ausführungsform nach Figur 3 nützlich sind,

Figur 5 eine vorteilhafte Weiterbildung der Ausführungsform nach Figur 3, mit der die drei"Farbdifferenzsignale B-Y, R-Y und G-Y korrigiert werden,

Figur 6 eine Ausführungsform der Erfindung, mit der die drei primären Farbsignale Blau, Rot und Grün korrigiert werden,

Figur 7 eine grafische Darstellung von Gleichungen, die zur Erläuterung der Ausführungsform nach Figur 5 nützlich sind,

Figur 8 eine grafische Darstellung von Gleichungen, die zur Erläuterung der Ausführungsform nach Figur 6 nützlich sind,

Figuren 9A, 9B, 9C und 9D Ausführungsformen von Schaltungsteilen, die in den Ausführungsformen nach Figuren 1, 3, 5 und 6 verwendet sind, und

Figur 10 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einem Farbfernsehempfänger.

Für die Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind bezüglich der eingeschwungenen stationären Amplitudenwerte der Leuchtdichte-, primären Färb- und Farbdifferenzsignale folgende Annahmen gemacht. Erstens: Das Leuchtdichtesignal und die primären Farbsignale können zwischen einem kleinsten Amplitudenwert der Größe null und einem größten Amplitudenwert der Größe 1 variieren. Zweitens: Durch die Leuchtdichtegleichung Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B ist definiert, wie die verschiedenen primären Farbsignale R, G und B zu mischen sind, um das Leuchtdichtesignal Y zu erzeugen.

Die in den Figuren 2A und 2B gezeigten Signale sind Beispiele für das Leuchtdichte- und das R-Y-Farbdifferenz· signal, wie sie bei einem relativ scharfen Übergang von einem gesättigten Rot nach Schwarz von einem NTSC-Farb-

m ■ *■

* *r

-13-

fernsehempfänger erzeugt werden. Die Amplitude des in Figur 2A gezeigten Leuchtdichtesignals ist am Anfang 0.3. Die Änderung dieses Signals beginnt zu einer Zeit t^ und dauert bis zu einem Zeitpunkt t., bei dem die Amplitude des Signals einen Wert von ungefähr 0.0 aufweist. Die Zeit (t.-t₉) für den Signalübergang des Leuchtdichtesignals beträgt 250 ns.

Das R-Y-Farbdifferenzsignal jedoch beginnt zum Zeitpunkt t. von einem Anfangswert der Amplitude von 0.7 auf einen Endwert der Amplitude von 0.0 zum Zeitpunkt t,- abzufallen. Die Zeit für diesen Signalübergang (tj--t ) beträgt 2 με. Diese angegebenen Übergangszeiten sind die Zeiten, in denen die Signale von 90% auf 10% ihrer maximalen Amplitudenwerte abfallen.

Fehlerhaft sind und von der Erfindung korrigiert werden die Amplitudenwerte der Farbdifferenzsignale zwischen den Zeitpunkten t~ und t,.. In dem wiedergegebenen Bild sind die während dieses Zeitintervalls auftretenden Fehler als Verschmierungen sichtbar, die sich über die vertikale Kante aus dem roten in den schwarzen Bereich erstrecken. Diese Fehler sind leicht nachzuweisen, da die Amplitudenwerte des schmalbandigen R-Y-Farbdifferenzsignals größer sind, als die größten Werte, die überhaupt auftreten könnten, wenn das R-Y-Farbdifferenzsignal die gleiche Bandbreite wie das Leuchtdichtesignal hätte. Die mit "BEGRENZUNGSSIGNAL" bezeichnete gestrichelte Linie in Figur 2B zeigt als Beispiel, wie diese Fehler nachgewiesen und korrigiert werden. Die dieser entsprechenden Amplitudenwerte befinden sich in Übereinstimmung mit einem analogen Signalübergang eines R-Y-Farbdifferenzsignals, dessen Bandbreite die gleiche wie die des Leuchtdichtesignals in Figur 2A ist.

Die Amplitudenwerte des R-Y-Farbdifferenzsignals in der schraffierten Fläche zwischen t_ und t^ sind größer

als die entsprechenden Werte des Begrenzungssignals und werden durch die Maßnahmen der vorliegenden Erfindung auf die Werte des Begrenzungssignals reduziert, um die Verschmierung an der vertikalen Kante zu korrigieren. 5

Das zur Korrektur der fehlerhaften R-Y-Farbdifferenzwerte verwendete Begrenzungssignal wird aus dem Leuchtdichtesignal entsprechend der sich aus der Leuchtdichtegleichung ergebenden Beziehung gewonnen. In dem hier erläuterten Beispiel ist das Begrenzungssignal das Leuchtdichtesignal nach der Skalierung mit einem Faktor 7/3. Die das R-Y-Begrenzungssignal (R-Y) _ΎΛ in Abhängigkeit

J-I I

von dem Leuchtdichtesignal beschreibende Gleichung lautet: (R-Y) _τΛ = (7/3)Y. In dieser Gleichung ist ein Begrenzungssignal als der größtmögliche Wert definiert, den ein R-Y-Farbdifferenzsignal bei einem gegebenen Leuchtdichtesignal annehmen kann. Die Gleichung wird daher aus der Leuchtdichtegleichung durch Nullsetzen der G- und B-Terme erhalten: Y = 0.3R.

Ein erläuterndes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine solche Korrekturschaltung enthält, ist in Figur 1 gezeigt. Die Schaltung weist zwei Eingangsanschlüsse Y und (R-Y) auf. Bei der Verwendung mit einem NTSC-Farbfernsehempfänger ist das breitbandige Leuchtdichtesignal aus den Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltungen des Empfängers dem Eingangsanschluß Y einer Signalskalierschaltung 10 und ein R-Y-Signal aus den Farbartverarbeitungsschaltungen des Empfängers einem Eingangsanschluß (R-Y) einer minimumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung 12 zugeführt. Die Signalskalierschaltung 10 vergrößert die Amplitude des Leuchtdichtesignals um einen Faktor 7/3 und bildet damit ein Begrenzungssignal, das es an seinem Ausgang an einen Eingang der Kombinationsschaltung 12 abgibt.

Das andere Eingangssignal der Kombinationsschaltung 12 ist das R-Y-Farbdif ferenzsignal. Die Kombinationsschaltung

»#· «»it *

vergleicht die augenblicklichen Werte dieser beiden Signale und erzeugt ein Ausgangssignal an dem Anschluß (R-Y)'. Dieses Ausgangssignal ist ein R-Y-Farbdifferenzsignal, dessen Amplitudenwerte von einem oberen Grenzwert- oder Maximumsignal begrenzt ist. Wenn das Leuchtdichtesignal in Figur 2A dem Anschluß Y und das R-Y-Farbdifferenzsignal in Figur 2B dem Anschluß (R-Y) zugeführt sind, erscheint beispielsweise das in Figur 2C gezeigte Signal an dem Anschluß (R-Y)'.

Indem verhindert wird, daß das R-Y-Farbdifferenzsignal dieses eine obere Grenzwertsignal überschreitet, wird nur eine Gruppe von Fehlern korrigiert. Die vollständige Anwendung dieser Erfindung korrigiert außerdem Signalfehler dreier weiterer Typen von Signalübergängen. Die Gleichungen für die vier Begrenzungssignale sind in Figur 4 als Funktionen der Leuchtdichte gezeigt.

Die Linienabschnitte AB stellen die Begrenzungen des R-Y-Farbdifferenzsignals dar, wobei die Blau- und Grün-Komponenten der Leuchtdichtegleichung null sind. Diese Gleichung, (R-Y)_L1 = (7/3)Y, wurde weiter oben hergeleitet. Durch dieses Begrenzungssignal wird beispielsweise ein Signalübergang für den Wechsel von gesättigtem Rot nach Schwarz korrigiert.

Ein Linienabschnitt BC stellt die obere oder Maximum-Begrenzung dar, die sich aus den angenommenen Grenzen für Y und R-Y ergibt. Die Amplitudenwerte dieses Begrenzungssignals sind die Amplitudenwerte des R-Y-Farbdif ferenzsignals, wenn R seinen größtmöglichen Wert, also 1, annimmt. Diese Linie wird daher durch die Gleichung: (R-Y) _L2 = 1 - Y beschrieben. Die in den weißen Bereich reichende Verschmierung auf einem vertikal verlaufenden Wechsel von gesättigtem Rot nach Weiß wird durch die Begrenzung des R-Y-Farb-

differenzsignals auf die Amplitudenwerte dieses Signals beseitigt.

Ein Linienabschnitt CD stellt das untere oder Minimum-Begrenzungssignal dar, das sich aus der Leuchtdichtegleichung ergibt. Für diese Linie haben die Blau- und Grün-Komponenten der Leuchtdichtegleichung ihre größtmöglichen Werte, so daß sich die Leuchtdichtegleichung liest als: Y = 0.3R + 0.7. Diese Gleichung in der Form (R-Y)_L3 = (7/3)Y - 7/3 beschreibt den Linienabschnitt CD, Durch Anwendung dieser Gleichung wird beispielsweise ein Wechsel von gesättigtem Zyan nach Weiß korrigiert.

Der letzte Linienabschnitt AD beschreibt das untere oder Minimum-Begrenzungssignal, das sich aus den angenommenen Grenzen für Y und R-Y ergibt. Dieses Signal ist das R-Y-Farbdifferenzsignal, wenn R seinen kleinsten Wert, also 0, annimmt. Diese Gleichung lautet daher: (R-Y) . = -Y. Durch Anwendung dieser Grenze auf das R-Y-Farbdifferenzsignal wird beispielsweise ein Übergang von gesättigtem Grün nach Schwarz korrigiert. Wie Figur 4 zeigt, bilden diese gezeichneten Linien ein Parallelogram, dessen Seiten AB und DC beide eine Steigung von 7/3 und dessen Seiten BC und AD beide eine Steigung von -1 aufweisen. Alle zulässigen Kombinationen von R-Y und Y liegen innerhalb, die unzulässigen Kombinationen außerhalb der Fläche des Parallelograms.

Figur 3 zeigt als erläuterndes Beispiel eine Weiterbildung der Ausfuhrungsform nach Figur 1, bei der die Beschränkungen entsprechend dem Parallelogram ausgeführt sind. Die Leuchtdichtesignale sind einem An-

·. «Λ* fi-e. f, » » » _{Ä ft9}. _Λ

-17-

schluß Y zugeführt, der die Eingangssignale an Signalskalierschaltungen 10 und 14 liefert. Der Ausgang der Signalskalierschaltung 10 ist ein Leuchtdichtesignal, das um einen Faktor 7/3 vergrößert ist. Dieses Ausgangssignal ist ein Eingangssignal eines Addierers 18 und das erste Begrenzungseingangssignal für eine minimumbildende nicht-additiven Kombinationsschaltung 12. Ein Ausgang einer Signalskalierschaltung 14 liefert ein invertiertes Leuchtdichtesignal an einen Eingang eines Addierers 16 und an einen Eingang einer maximumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung 20. Ein konstantes Signal aus beispielsweise einer Referenzspannungsquelle mit einem Amplitudenwert +1 ist als zweites Eingangssignal einem Anschluß K₁ des Addierers 16 zugeführt. Der Addierer 16 addiert dieses konstante Signal zu dem invertierten Leuchtdichtesignal hinzu und liefert an seinem Ausgang das zweite .Begrenzungseingangssignal· der Kombinationsschaltung 12. Das dritte Eingangssignal der Kombinationsschaltung 12 ist das Rot-Farbdifferenzsignal (R-Y). Das Ausgangssignal der Kombinationsschaltung 12 ist ein teilweise korrigiertes R-Y-Farbdifferenzsignal. Seine Amplitudenwerte übersteigen nicht die maximalen Amplitudenwerte der beiden Begrenzungseingangssignale.

Der Ausgang der Kombinationsschaltung 12 liefert das erste Eingangssignal an die Kombinationsschaltung Das zweite Eingangssignal der Kombinationsschaltung ist ein Begrenzungssignal, das gleich der Summe der beiden Eingangssignale ist, die dem Addierer 18 zugeführt sind. Das eine dieser Eingangssignale ist das Ausgangssignal der Signalskalierschaltung 10, das andere das Signal, das einem Anschluß K^ des Addierers 18 zugeführt ist.

Das Eingangssignal am Anschluß K» ist ein konstantes Signal, beispielsweise aus einer Referenzspannungsquelle, mit einem Amplitudenwert von -7/3 Amplitudeneinheiten. Das zweite Begrenzungseingangssignal der Kombinationsschaltung 20 ist das Ausgangssignal der Signalskalierschaltung 14. Die !Combinations schaltung 20 liefert ein Ausgangssignal, das in jedem Zeitpunkt im wesentlichen gleich dem größten der Amplitudenwerte seiner Eingangssignale ist. Dieses Ausgangssignal ist ein korrigiertes R-Y-Farbdifferenzsignal.

Begrenzungssignale für die anderen beiden Farbdifferenzsignale G-Y und B-Y können in der gleichen Weise wie die R-Y-Begrenzungssignale gewonnen und verwendet werden. Die Gleichungen, die die G-Y- und G-Y-Begren-Kungssignale beschreiben, sind in der Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

^(G~^Y)L1 ⁼ <⁴¹/59)Y ^(B"^Y)L1 ⁼

^(G~^Y)L2. = ! - ^Y ' ^(B"^Y)L2 = ! - ^Y

(G~Y)_L3' = (41/59)Y - 41/59 (B-Y)_L3 = (89/1I)Y - 89/11

= -Y (B-Y)_M = -Y

Diese Gleichungen sowie die Gleichungen für R-Y sind in Fig. 7 als Funktion der Leuchtdichte dargestellt. Die Figur läßt erkennen, daß die Begrenzungssignale 3Q die sich aus den angenommenen Grenzen für die größten und kleinsten Werte der Farbdifferenz- und Leuchtdichtesignale ergeben, für alle drei Farbdifferenzsignale die gleichen sind: (X-Y)₁. _O=l-Y und (X-Y)₁.= -Y.

η Diese identischen Beziehungen können bei einer Weiterbildung der Erfindung ausgenützt werden, bei der die drei Farbdifferenzsignale R-Y, B-Y und G-Y korrigiert werden, wobei zwei der vier Begrenzungssignale jeder Korrekturschaltung nur einmal gewonnen werden müssen.

Fig. 5 zeigt an einem Beispiel zur Korrektur der drei Farbdifferenzsignale eine Weiterbildung der Ausführungsformen nach Fig. 1 und 3. Ein Leuchtdichtesig^nal i^st einem Anschluß Y, der als Eingangsanschluß für Signalskalierschaltungen 2, 10, 14 und 22 dient, zugeführt. Die Signalskalierschaltung 2 vergrößert das Eingangsleuchtdichtesignal um einen Faktor 89/11, um das erste Bergrenzungssignal der Schaltung für die Korrektur des B-Y-Farbdifferenzsignals zu erzeugen. Die Signalskalierschaltung 2 ist an ihrem Ausgang mit einer minimumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung 4, der sie ein erstes Begrenzungseingangssignal liefert, und . mit einem Eingang eines Addierers 6 verbunden. Die Signalskalierschaltung 14 invertiert das ihrem Eingang zugeführte Leuchtdichtesignal und liefert ein Begrenzungseingangssignal für jede der maximumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltungen 8, 20 und 28. Sie liefert außerdem ein Eingangssignal an einen Addierer 16. Ein anderes Eingangssignal wird dem Addierer 16 an seinem Eingangsanschluß Κ_η zugeführt. Diesem Eingangsanschluß ist ein konstantes Signal mit dem Wert +1 Amplitudeneinheiten, beispielsweise aus einer Referenzsspannungsquelle, zugeführt.

Der Addierer 16 summiert das konstante Signal und das von dem Ausgang der Signalskalierschaltung 14 gelieferte invertierte Leuchtdichtesignal und liefert das so gewonnene zweite Begrenzungssignal an die

-20- "

Kombinationsschaltung 4. Dieses Begrenzungssignal ist außerdem den minimumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltungen 12 und 24 zugeführt. Das letzte Eingangssignal der Kombinationsschaltung 4 ist ein B-Y-Farbdifferenzsignal, das einem Eingangsanschluß (B-Y) der Kombinationsschaltung zugeführt ist.

Die Kombinationsschaltung 4 kombiniert die Signale an ihren Eingängen und bildet daraus ein Ausgangs signal, dessen Amplitudenwert in jedem Zeitpunkt im wesentlichen gleich dem kleinsten der Amplitudenwerte seiner Eingangssignale ist. Dieses Ausgangsssignal ist ein korrigiertes B-Y-Farbdifferenzsignal, das auf einen Wert kleiner «j oder gleich den größten Werten beschränkt ist, die mit dem gleichzeitig auftretenden breitbandigen Leuchtdichtesignal zu vereinbaren sind. Der Ausgang der Kombi nationsschaltung 4 liefert ein Ausgangssignal an die Kombinationsschaltung 8. Die anderen beiden Eingangssignale, die Begrenzungssignale, sind das invertierte Leuchtdichtesignal von dem Ausgang der Signalskalierschaltung 14 und das Signal von dem Ausgang des Addierers 6. Die beiden Eingangssignale des Addierers 6 sind das skalierte Leuchtdichtesignal aus der Signalskalierschaltung 2 und ein konstantes Signal, beispielsweise aus einer Referenzspannungsquelle mit einem Wert -89/11 Amplitudeneinheiten, das dem K„-Eingangsanschluß des Addierers 6 zugeführt ist. Das von der Kombinations-(oder Mischer-)schaltung erzeugte Signal wird von einem Ausgangsanschluß (B-Y)' abgegeben. Dieses Signal ist ein korrigiertes B-Y-Farbdifferenzsignal. Seine Amplitudenwerte sind weder größer noch kleiner als die größten bzw. kleinsten Werte, die von der oben erläuterten Leuchtdichtegleichung und dem zeitlich gleichzeitig auftretenden

Leuchtdichtesignal erlaubt sind.

Die anderen beiden Schaltungsteile zur Korrektur der Farbdifferenzsignale sind ähnlich der gerade eben beschriebenen Schaltung. Die Signalskalierschaltung 10_:, der von dem Anschluß Y das Leuchtdichteeingangssignal zugeführt ist, erzeugt ein Ausgangssignal, das im wesentlichen gleich dem um einen Faktor 7/3 vergrößerten Leuchtdichtesignal ist. Das Ausgangssignal der Signalskaleerschaltung 10 ist als Begrenzungssignal einem Eingang der Kombinationsschaltung 12 und einem Eingang des Addierers 18 zugeführt. Das andere Begrenzungseingangssignal der Kombinationsschaltung 12 ist das invertierte Leuchtdichtesignal, das um einen Wert der Größe +1 Amplitudeneinheiten vergrößert und von dem Ausgang des Addierers 16 geliefert ist. Das letzte Eingangssignal der Kombinationsschaltung 12 ist das dem (R-Y)-Eingangsanschluß der Kombinationsschaltung 12 zugeführte .R-Y-Farbdifferenzsignal. Das Ausgangssignal der Kombinationsschaltung 12 ist ein R-Y-Farbdifferenzsignal, das so korrigiert ist, daß es kleiner oder gleich der Amplitudenwerte der größten Signale ist. Dieses korrigierte Signal ist einem Eingang der Kombinationsschaltung 20 zugeführt. Die beiden Begrenzungseingangs signale der Kombinationsschaltung 20 sind das invertierte Leuchtdichtesignal aus dem Ausgang der Signalskalierschaltung 14 und das Ausgangssignal aus dem Addierer 18. Das von dem Addierer 18 erzeugte Signal ist die Summe des skalierten Leuchtdichtesignals aus der Signalskalierschaltung 10 und

eines konstanten Signals, das den Wert -7/3 Amplitudencinheiten aufweist und dem Eingangsanschluß K„ des Addierers 18 zugeführt ist. Das Ausgangs signal der Kombinationsschaltung 20 ist ein R-Y-Farbdifferenzsignal , das entsprechend den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung korrigiert ist.

Außerdem wird der Signalskalierschaltung 22 ein Eingangssignal von dem Anschluß Y zugeführt. Ihr Ausgangs signal ist das um einen Skalierungsfaktor 41/59 verkleinerte Leuchtdichtesignal. Dieses Ausgangs signal ist als Begrenzungseingangssignal der Kombinationsschaltung 24 und als Eingangssignal dem Addierer 26 zugeführt. Das zweite Begrenzungseingangssignal der Kombinationsschaltung 24 ist von dem Ausgang des Addierers 16 geliefert. Das letzte Eingangssignal der Kombinationsschaltung 24 ist ein G-Y-Farbdifferenzsignal von dem Eingangsanschluß (G-Y) der Kombinationsschaltung. Das Ausgangssignal der Kombinationsschaltung 24 ist als Eingangssignal der Kombinationsschaltung 28 zur weiteren Korrektur zugeführt. Die beiden Begrenzungseingangssignale der Kombinationsschaltung 28 sind das invertierte Leuchtdichtesignal aus dem Ausgang der Signalskalierschaltung 14 und das von dem Addierer 26 erzeugte Signal. Dieses Signal ist die Summe des skalierten Leuchtdichtesignals aus dem Ausgang der Signalskalierschaltung 22 und eines -41/59 Amplitudeneinheiten großen Signals, das dem Eingangsanschluß K. des Addierers 26 zugeführt ist. Das am Ausgangsanschluß (G-Y)' der Kombinationsschaltung 28 abgegebene Signal ist ein korrigiertes G-Y-Farbdifferenzsignal.

Die gleiche Art der Analyse, wie sie für die Entwicklung der Schaltung zur Korrektur der Farbdifferenzsignale verwendet wurde, kann zur Entwicklung einer Schaltung zur Korrektur von primären Farbsignalen verwendet

werden. Fig. 8 zeigt die Gleichungen der Begrenzungssignale für die primären Farbsignale als Funktion der Leuchtdichte. Die Gleichungen für die Rot-Farbbegrenzungssignale sind als Beispiel für die Bestimmung der Grün- und Blau-Begrenzungssignale hergeleitet.

Die aus der Leuchtdichtegleichung abgeleitete Gleichung für die Linie IJ bestimmt das obere oder Maximum-Begrenzungssignal. Diese Gleichung ist die Leuchtdichteglei,-chung, in der die Grün- und Blau-Komponenten null gesetzt sind. Die gesamte Leuchtdichte stammt aus der Rot-Komponente. Unter dieser Voraussetzung schreibt sich die Leuchtdichtegleichung als: Y=O.3R und damit die Grenzwertgleichung als: R_Ll=(10/3)Y. Ein Beispiel für eine Signaländerung, die durch Anwendung dieser Gleichung korrigiert wird, ist ein Wechsel von gesättigtem Rot zu Schwarz.

Die Gleichung für die Linie JK ist einfach die vorhin erwähnte Annahme, daß die Amplitude des primären Rot-Farbsignals nicht größer als 1 sein kann:
R_I?=1. Die Anwendung dieser Gleichung auf das primäre Rot-Farbsignal korrigiert beispielsweise Signaländerungen zwischen gesättigtem Rot und Weiß.

Das untere oder Minimum-Begrenzungssignal, das aus der Leuchtdichtegleichung gewonnen ist, ist durch die Linie KL bestimmt. Dieses Begrenzungssignal entspricht der Leuchtdichtegleichung, wenn in dieser die Blau- und Grün-Terme mit ihren größten Werten, nämlich . 1, eingesetzt sind. Über den von den Blau- und Grün-Komponenten erzeugten Leuchtdichteanteil hinausgehender Überschuß muß von der Rot-Komponente stammen. Die entsprechend eingeschränkte Leuchtdichtegleichung lautet: Y = 0.3R + 0.7 und die sich damit ergebende Grenzwertgleichung: R_T „= (10/3)Y - 7/3. Durch

Anwendung dieser Gleichung wird beispielsweise die Signaländerung aufgrund eines Wechsels von gesättigtem Zyan zu Weiß korrigiert.

Der letzte Linienabschnitt IL stellt einfach die beschränkende Voraussetzung dar, daß das primäre Rot-F'arbsignal keinen kleineren Amplitudenwert als Ü haben kann. Die Grenzwertgleichung für diese Linie ist daher: R, . = 0. Die Anwendung des aus dieser Gleichung abgeleiteten Begrenzungssignals korrigiert Fehler bei Signaländerungen von gesättigtem Zyan nach Schwarz. Die Gleichungen für die anderen beiden primären Farben können durch eine ähnliche Analyse hergeleitet werden. Sie sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben.

' Tabelle 2

B_L1 = (100/1I)Y

L2 *L3 L4

= (100/1I)Y - 89/11

= (100/59)Y

G_r- = (100/59)Y - 41/59 ^GL4 ⁼ °

In Fig. 6 ist ein anschauliches Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Korrektur aller drei primären Farbsignale gezeigt. Einem Anschluß Y, der als ein gemeinsamer Eingangsanschluß für Signalskalierschaltungen
30, 38 und 46 dient, sind beispielsweise von Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltungen eines NTSC-Farbfernsehempfängers geeignet verzögerte Leuchtdichtesignale zugeführt. Das Ausgangssignal der Signalskalierschaltung 30 ist das um einen Faktor 100/11 vergrößerte

-j Leuchtdichtesignal. Dieses Signal ist einem Eingang eines Addierers 34 und als Begrenzungssignal einem Eingang einer minimumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung 32 zugeführt. Das andere Begrenzungsein-,-gangssignal der Kombinationsschaltung 32 ist ein konstantes +1 Amplitudeneinheiten starkes Signal, beispielsweise aus einer Referenzspannungsquelle, das einem Eingangsanschluß K. der Kombinationsschaltung zugeführt ist. K₁ dient als Eingangsanschluß für

IQ minimumbildende nichtadditive Kombinationsschaltungen 40 und 48. Das dritte Eingangssignal der Kombinationsschaltung 32 ist das primäre Blau-Farbsignal, das einem Eingangsanschluß B der Kombinationsschaltung 32 beispielsweise von der RGB-Matrix eines NTSC-Farbfernsehempfängers zugeführt ist. Die Kombinationsschaltung 32 kombiniert die Signale an ihren drei Eingängen zu einem Ausgangs signal, das zu jedem Zeitpunkt einen Amplitudenwert. aufweist, der im wesentlichen gleich dem kleinsten Amplitudenwert seiner Eingangssignale ist. Das von der Kombinationsschaltung 32 erzeugte Ausgangs signal ist ein korrigiertes Blau-Primärfarbsignal. Seine größten Amplitudenwerte halten sich innerhalb der Grenzen, die durch das gleichzeitig auftretende Leuchtdichtesignal und die vorhin beschriebene Leuchtdichtegleichung gegeben sind.

Dieses Ausgangs signal ist als ein Eingangssignal einer maximumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung 36 zugeführt. Die Begrenzungseingangssignale 2Q der Kombinationsschaltung 36 kommen von einem Eingangsanschluß Kp der Kombinationsschaltung und von dem Ausgang des Addierers 34. Der Anschluß Κ~ , der außerdem

als Eingangsanschluß für maximumbildende nicht-additive Kombinationsschaltungen 44 - und 52 dient, liefert ein konstantes im wesentlichen 0 Amplitudeneinheiten großes Signal, das beispielsweise aus einer Referenzspannungsquelle stammt. Die beiden Eingangssignale des Addierers 34 sind das skalierte Leuchtdichtesignal aus der Signalskalierschaltung 30 und ein konstantes im wesentlichen -89/11 Amplitudeneinheiten großes Signal, das beispielsweise von einer Referenzspannungsquelle, die an einen Eingangsanschluß K„ des Addierers 34 gekoppelt ist, zugeführt ist. Die Summe dieser beiden Signale, das Ausgangssignal des Addierers 34, ist ein Begrenzungseingangs signal der Kombinationsschaltung 36. Die Kombinationsschaltung 36 kombiniert die beiden Begrenzungssignale mit dem korrigierten Blau-Signal aus der Kombinationsschaltung 32 zu einem Ausgangssignal, das zu _;jedem Zeitpunkt einen Amplitudenwert aufweist, der im wesentlichen gleich dem größten Wert der drei Signale ist.

Die Schaltung zur· Korrektur der beiden anderen primären Farbsignale ist ähnlich zu der gerade eben beschriebenen Schaltung. Eine Signalskalierschaltung 38, die ebenfalls ihr Eingangssignal über den Anschluß γ empfängt, erzeugt als Ausgangssignal ein um einen Faktor 10/3 vergrößertes Leuchtdichtesignal, Dieses Ausgangssignal ist als Eingangssignal einem Addierer 42 und als erstes Begrenzungseingangssignal der Kombinationsschaltung 40 zugeführt. Die beiden anderen Eingangssignale der Kombinationsschaltung 40 sind das konstante Begrenzungssignal von dem Anschluß K₁ und ein primäres Rot-Farbsignal, das einem Eingangsanschluß R der Kombinationsschaltung 40 zugeführt ist.

-] Das Ausgangs signal der Kombinationsschaltung 40 ist einem Eingang der Kombinationsschaltung 44 zugeführt. Die beiden Begrenzungseingangs signale der Kombinationsschaltung 44 sind das konstante Signal von dem Ans chluß Kp und dem Ausgang des Addierers 42. Die beiden Eingangssignale des Addierers 42 sind das Ausgangssignal der Signalskalierschaltung 38 und ein konstantes im wesentlichen -7/3 Amplitudeneinheiten großes Signal, das einem Eingangsanschluß K. des Addierers 42 zugeführt ist. Das von der Kombinationsschaltung 44 an einem Ausgangsanschluß R¹ erzeugte Signal ist ein korrigiertes primäres Rot-Farbsignal.

Das erste Begrenzungssignal für die Schaltungsstufe zur Korrektur des primären Grün-Farbsignals erscheint an dem Ausgang der Signalskalierschaltung 46. Leuchtdichtesignale von dem Eingangsanschluß Y sind von dieser Signalskalierschaltung in der Amplitude um einen Faktor 100/59 vergrößert. Dieses Ausgangssignal ist als Eingangssignal einem Addierer 50 und als erstes Begrenzungeeingangssignal der Kombinationsschaltung 48 zugeführt, deren anderes Begrenzungseingangssignal das konstante Signal von dem Anschluß K ist. Das einem Eingangsanschluß G der Kombinations schaltung 48 zugeführte primäre Grün-Signal ist das letzte Eingangssignal. Das Ausgangs signal der Kombinationsschaltung 48 ist einem Eingang der Kombinationsschaltung 52 zugeführt. Die beiden Begrenzungseingangs signale der Kombinationsschaltung 52 sind das Ausgangs signal de Addierers 50 und das konstante Signal von dem Anschluß K₂. Die beiden Eingangssignale des Addierers 50 sind das Ausgangssignal der Signalskalierschaltung 46 und ein konstantes im wesentlichen -41/59 Amplituden-

einheiten großes Signal, das einem Eingangsanschluß K des Addierers 50 zugeführt ist. Das Ausgangssignal der Kombinationsschaltung 52 ist ein korrigiertes primäres Grün-Farbsignal, das an einem Ausgangsanschluß G¹ der Kombinationsschaltung erscheint.

Jede der bisher beschriebenen Ausführungsformen ist eine Kombination von vier Arten von Schaltungen: Signalskalierschaltungen, Addierer, minimumbildende nicht-additive Kombinationsschaltungen und maximumbildende nicht-additive Kombinationsschaltungen. Da jede der beschriebenen Ausführungsformen analog oder digital realisiert werden kann, kann jede dieser Schaltungen als Analog- oder Digitalschaltung vorliegen.

Eine analoge Signalskalierschaltung ist einfach ein Verstärker mit festem 'Verstärkungsfaktor, eine digitale Signalskalierschaltung dagegen ein Multiplizierer. Beides sind bekannte Schaltungen. Für die Verwendung hei der vorliegenden Erfindung können die Analogverstärker mit Bauteilen niedriger Toleranz und die digitalen Multiplizierer unter Verwendung vereinfachter Schiebe- und Addier-Techniken, beispielsweise wie in der US-PS 43 43 017 (Wilkinson), ausgelegt und konstruiert sein, da kleine Fehler in dem korrigierten Signal das wiedergegebene Bild nicht merkbar verschlechtern.

Sowohl analoge wie auch digitale Addierer sind bekannte Schaltungen und brauchen daher nicht weiter diskutiert zu werden.

Nicht-additive Kombinationsschaltungen sind zwar bekannt, werden aber gewöhnlich nur in einer Schaltungsform vorgefunden, und zwar als maximumbildende nicht-additive Kombinationsschaltung. Im folgenden werden

η daher zur Erläuterung analoge wie auch digitale Ausführungsformen beider Arten nicht-additiver Kombinationsschaltungen beschrieben.

c In Fig. 9A ist ein Beispiel für eine minimumbildende nicht-additive Kombinationsschaltung gezeigt, die als ein Bauteil in der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnte. Drei Eingangssignalanschlüsse A, B und C der Kombinationsschaltung sind mit Anoden dreier Dioden 54, 56 bzw. 58 verbunden. Die miteinander verbundenen Kathoden dieser drei Dioden sind über einen Widerstand 60 an den positiven Anschluß (+V ) einer Betriebsspannungsquelle gekoppelt. Der negative Anschluß dieser Spannungsquelle ist mit einem Referenz-

-,c spannungspunkt (beispielsweise Erde) verbunden. Die miteinander verbundenen Kathoden sind außerdem mit einem Ausgangsanschluß,OUT_MTM und über einen Widerstand 62 mit Erde gekoppelt.

Der Wert der Betriebsspannungsquelle und die Werte der Widerstände " sind so gewählt, daß, falls alle Eingangsanschlüsse A, B und C offen sind, die Spannung zwischen dem Anschluß OUT_MIN und Erde größer als der größte zu erwartende Eingangssignalwert ist.

Jedes einem Eingangsanschluß zugeführte Signal, das kleiner als dieser Wert ist, spannt die entsprechende Diode in Vorwärtsrichtung vor, wodurch die Ausgangsspannung so lange abfällt, bis sie ungefähr gleich dem zugeführten Signal ist. Wird ein weiteres Signal

ßO mit einer noch kleineren Amplitude einem zweiten Eingang . zugeführt, dann wird die Ausgangsspannung durch das Signal abgesenkt, wodurch im Ergebnis die zu dem ersten Signal gehörende Diode in Rückwärtsr ich-

JV> ,VMVWW «ftf·»««!» t* * «J

tung vorgespannt wird. Das Ausgangssignal dieser Schaltung hat daher zu jedem Zeitpunkt einen Wert, der ungefähr gleich der Amplitude des niedrigsten Eingangssignals ist, so daß diese Schaltung eine minimumbildende nicht-additive Kombinationsschaltung darstellt.

In Fig. 9B ist eine analoge Ausführungsform einer maximumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung gezeigt. Bei dieser Schaltung sind Eingangsanschlüsse A, B und C mit den Kathoden dreier Dioden 64, 66 bzw. 68 gekoppelt. Miteinander verbundene Anoden dieser Dioden sind mit einem Ausgangsanschluß 0UT„_AX, über einen Widerstand 72 mit Erde und über einen Widerstand 70 mit dem negativen Anschluß (-V₂) einer zweiten Betriebsspannungsquelle verbunden, deren positiver Anschluß mit Erde verbunden ist.

Der Wert dieser Versorgungsspannung und die Widerstandswerte dieser nicht-additiven Kombinationsschaltung sind so gewählt, daß die Spannung zwischen dem Anschluß OÜT_M._Y und Erde in dem Fall, daß die Anschlüsse A, B und C offen sind, niedriger als der niedrigste erwartete Wert für jeden der Eingangssignale ist.

Wenn einem der Eingangsanschlüsse ein Signal mit einem größeren Amplitudenwert zugeführt wird, wird die zugehörige Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt, wodurch die Ausgangs spannung ungefähr auf den Wert des zugeführten Eingangssignals erhöht wird. Wird dann ein weiteres Signal mit einer noch größeren Amplitude einem zweiten Eingang zugeführt, dann wird die Ausgangs spannung von diesem Signal erhöht, wodurch die zu dem ersten Signal gehörende Diode im Ergebnis in Rückwärtsrichtung vorgespannt wird. Da der Wert des Ausgangssignals dieser Schaltung in jedem Zeitpunkt

ungefähr gleich dem Wert des höchsten Eingangssignals ist, arbeitet diese Schaltung als eine maximumbildende nicht-additive Kombinationsschaltung.

Fig. 9c zeigt die digitale Ausführungsform einer minimumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung.
Dicke Linien in den Figuren 9C und 9D bezeichnen Mehrfachbit-Digitalsignalwege und dünne Linien 1-Bit-Digitalsignalwege. Digital codierte Signale sind Eingangsanschlüssen A, B und C zugeführt. Die Anschlüsse A und B sind sowohl mit einem Komparator 74 wie auch mit einem Multiplexer 76 verbunden. Der Anschluß C liefert das Eingangssignal an ein Verzögerungselement 82. Der Ausgang des !Comparators 74 ist mit dem MuItiplexer 76 als Steuereingang verbunden. Das Ausgangssignal des Multiplexers 76 erscheint an einem Anschluß M und ist als Dateneingangssignal sowohl einem Komparator 78 wie einem Multiplexer 80 zugeführt. Das an dem Ausgangsanschluß des Verzögerungselements 82 abgegebene Datensignal ist ebenfalls als Eingangssignal sowohl dem Komparator 78 wie dem Multiplexer 80 zugeführt. Der Ausgang des Komparators 78 ist mit einem Steuereingang des Multiplexers 80 verbunden. Das Ausgangs signal der minimumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung erscheint an einem Anschluß 0UT_MIN des Multiplexers 80.

Die in Fig. 9C gezeigte Ausführungsform einer Kombinationsschaltung mit drei Eingängen ist in Wirklichkeit eine Kaskadenschaltung zweier minimumbildender nichtadditiver Kombinationsschaltungen mit zwei Eingängen. Die erste Kombinationsschaltung umfaßt den Komparator 74 ,und den Multiplexer 76 und erzeugt an dem Anschluß M ein Ausgangs signal, das zu jedem Zeitpunkt gleich dem kleineren der beiden Eingangssignale A oder B

ist. Der Komparator 78 und der Multiplexer 80 bilden die zweite Stufe. Diese Kombinationsschaltung findet den kleinsten Wert des an dem Ausgangsanschluß M erscheinenden Signals und des von dem Verzogerungselement 82 verzögerten Signals C. Das Ausgangssignal des Multiplexers 80 ist ein Signal, dessen Wert gleich dem kleinsten Wert der Eingangssignale ist, die den Anschlüssen A, B und C zugeführt sind.

Jede der beiden Teilkombinationsschaltungen mit zwei Eingängen arbeitet in der gleichen Weise und liefert ein Ausgangssignal, das gleich dem kleineren der beiden Eingangssignale ist. Der Vergleicher jeder Kombinationsschaltung erzeugt ein Steuerausgangssignal, das einen Wert "1" aufweist, wenn das Signal an einem seiner Eingänge kleiner als das Signal an seinem anderen Eingang ist, und das in jedem anderen Fall den Wert "0" hat. Dieses Signal ist dem Steuereingang des Multiplexers zugeführt. Der Multiplexer leitet eines seiner Daterieingangssignale an seinen Ausgangsanschluß weiter, wenn das Signal auf seiner Steuerleitung den Wert "1" aufweist, und leitet das andere Eingangssignal weiter, wenn das Signal auf der Steuerleitung den Wert "0" aufweist. Das Verzögerungselement 82

2S dient dazu, das dem Anschluß C zugeführte Datensignal um eine Zeitdauer zu verzögern, die gleich der Seit ist, die erforderlich ist, um das kleinste der an den Anschlüssen A und B anliegenden Signale zu finden.

Die in Fig. 9D gezeigte digitale maximumbildende nicht-additive Kombinationsschaltung ist in Aufbau und Funktion ähnlich der minimumbildenden nicht-additiven Kombinat ions schaltung aus Fig. 9C Anschlüssen A und B, die Dateneingänge für einen Komparator 84

• (t · φ ψ m β

und einen Multiplexer 86 bilden, und einem Anschluß C, der den Dateneingang für ein Verzögerungselement 92 bildet, sind Eingangssignale zugeführt. Das Ausgangssignal des Komparators 84 ist ein Steuereingangssignal für den Multiplexer 86. Das Ausgangssignal M des Multiplexers 86 ist eines der Dateneingangssignale eines Komparators 88 und eines Multiplexers 90, deren anderes Dateneingangssignal das von dem Verzögerungselement 92 verzögerte Signal von dem Anschluß C ist. Das Steuereingangssignal des Multiplexers 90 wird von dem Ausgangssignal des Komparators 88 gewonnen. Das Ausgangssignal des Multiplexers 90 bildet das Ausgangssignal der Kombinationsschaltung.

Die Arbeitsweise der beschriebenen digitalen maximumbildenden Kombinationsschaltung ist mit nur einer Ausnahme - identisch mit der der minimumbildenden Kombinationsschaltung aus Fig. 9C: Die Komparatoren der maximumbildenden Teilkombinationsschaltungen mit zwei Eingängen erzeugen auf ihrer Ausgangssteuerleitung eine "1", wenn eines der Signale größer als das andere ist, und in jedem anderen Fall eine "0", also umgekehrt wie die Komparatoren der minimumbildenden Kombinationsschaltung.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in einem NTSC-Farbfernsehempfänger mit zwei in Kaskade geschalteten Schaltungsstufen zur Korrektur des Farbdifferenzsignals. Eine Antenne 98 empfängt die gesendeten Farbfernsehsignale und führt sie einem Tuner 100 zu, der die empfangenen Fernsehsignale in ein Zwischenfrequenzsignal umsetzt. Ein Eingang eines ZF-Verstärkers 102 ist an den Ausgang des Tuners 100 gekoppelt. Der Ausgang des ZF-Verstärkers 102 ist an einen Eingang eines Videodemodulator 104 gekoppelt. Der Ausgang des Videodemodulator 104 ist mit einem Eingang einer

AVR-Schaltung 106 und mit einem Anschluß CV verbunden. Einem zweiten Eingang ZF-Verstärkers 102 ist das Ausgangs signal der AVR-Schaltung 106 zugeführt.

Der ZF-Verstärker verstärkt das von dem Tuner erzeugte ZF-Signal. Die variable Verstärkung des ZF-Verstärkers ist von einem Signal der AVR-Schaltung gesteuert. Diese bekannte Schaltung erzeugt an dem Anschluß CV ein demoduliertes Videosignalgemisch mit relativ konstanten Amplitudenspitzenwerten.

Das Signalgemisch am Anschluß CV bildet das Eingangssignal zu einem Farbart-Leuchtdichte-Trennfilter 108. Dieser Schaltungsteil trennt die breitbandige Leuchtdichtesignalkomponente und die schmalbandige Farbartsignalkomponente von dem Signalgemisch. Die Leuchtdichte- und Farbartsignale werden an den Ausgangsanschlüssen Y bzw. C des Trennfilters abgegeben. Die Leuchtdichtesignale am Anschluß Y sind Leuchtdic-htesignalverarbeitungsschaltungen 1'10 zugeführt, die ein vollständig bearbeitetes Leuchtdichtesignal erzeugen. Das Farbartsignal am Anschluß C ist Farbartsignalverarbeitungsschaltungen 112 zugeführt, in denen es verstärkt und in R-Y- und B-Y-Farbdifferenzsignalanteile demoduliert ist. Diese Signalanteile erscheinen 'an den Ausgangsanschlüssen (R-Y) bzw. (B-Y) der Farbartsignalverarbeitungsschaltungen.

Der Verstärkungsfaktor, um den das Farbartsignal in der Verarbeitungsstufe verstärkt ist, ist von einer ACC-Schaltung 114 zur automatischen Farbkontrastregelung gesteuert. Die ACC-Schaltung 114 überwacht die Amplitude der Farbsynchronsignalkomponente (burst) des Farbartsignals, um die minimalen und maximalen Amplitudenwerte des Farbartsignals zu stabilisieren.

Dies wird durch Änderung des Verstärkungsfaktors der Farbartsignalverarbeitungsschaltungen in Abhängigkeit beispielsweise von der Amplitude des Farbsynchronsignals erreicht.

Das Ergebnis der Signalbereichsstabilisierung durch die AVR-Schaltung 104 und die ACC-Schaltung 114 sind zwei Farbdifferenzsignale am Ausgang der Farbartsignalverarbeitungsschaltungen 112 und ein Leuchtdichtesignal am Ausgang der Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltung 110 mit relativ konstanten und berechenbaren minimalen und maximalen Amplitudenwerten. Diese Berechenbarkeit erleichtert die Konstruktion einer erfindungsgemäßen Schaltung.

Eine Farbdifferenzsignalkorrekturschaltung 116* der das von den Leuchtdichtesignalverarbeitungsschaltungen 110 erzeugte Leuchtdich'tesignal und die von den Farbartsignalverarbeitungsschaltungen 112 erzeugten R-Y- und B-Y-Farbdifferenzsignale zugeführt ist, erzeugt an ihren Ausgangsanschlüssen (R-Y)' bzw. (B-Y)■ gemäß der Erfindung korrigierte R-Y- und B-Y-Farbdifferenzsignale. Die Farbdifferenzkorrekturschaltung 116 umfaßt zwei Stufen. Eine R-Y-Stufe ist ähnlich der in Fig.

5 gezeigten, die aus den Signalskalierschaltungen 10 und 14, dem Addierer 16, der minimumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung 12, dem Addierer 18 und der maximumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung 20 aufgebaut ist. Eine B-Y-Stufe ist ähnlich der in Fig. 5 gezeigten, die aus den Signalskalierschaltungen 2 und 14, dem Addierer 16, der minimumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung 4, dem Addierer 6 und der maximumbildenden nicht-additiven Kombinationsschaltung 8 aufgebaut ist.

3'4'U399

Eine übliche G-Y-Matrix 118 deren Eingängen die korrigierten R-Y- und B-Y-Signale von den Anschlüssen (R-Y)' und (B-Y)■ zugeführt sind, erzeugt an ihrem Ausgangsanschluß (G-Y) ein G-Y-Farbdifferenzsignal.

Eine Farbdifferenzkorrekturschaltung 122 korrigiert dieses Hauptdifferenzsignal entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Ein Eingangssignal der Schaltung 122 ist das Signal am Anschluß (G-Y), das andere Eingangssignal ist das Leuchtdichtesignal vom Ausgang einer Verzögerungsschaltung 124. Dem Eingang der Verzögerungsschaltung 124 ist das Leuchtdichtesignal am Ausgang der Leuchtdichteverarbeitungsschaltungen 110 zugeführt.

Am Ausgangsanschluß (G-Y)' der Farbdifferenzkorrekturschaltung 122 erscheint als Ausgangssignal ein G-Y-Farbdifferenzsignal, das entsprechend der vorliegenden Erfindung korrigiert ist. Dieses Signal ist einem Eingang einer üblichen RGB-Matrix 126 zugeführt. Den anderen drei" Eingängen der Matrix 126 sind das R-Y-Farbdifferenzsignal vom Anschluß (R-Y)' nach Verzögerung durch eine Verzögerungsschaltung 128, das B-Y-Farbdifferenzsignal vom Anschluß (B-Y)' nach

;:>', Verzögerung durch eine Verzögerungsschaltung 130 und das Leuchtdichtesignal von dem Ausgang der Verzögerungsschaltung 124 nach Verzögerung durch eine Verzögerungsschaltung 132 zugeführt. Als Ausgangssignale der Matrix 126 erscheinen an ihren Ausgangsanschlüssen R, G und B die primären Rot-, Grün- bzw. Blau-Farbsignale. Diese primären Farbsignale sind einem Bildsichtgerät 134 zugeführt, auf dem das korrigierte Farbbild wiedergegeben wird.

_₃₇_

1 Wie schon oben ausgeführt, liefern zwei in Kaskade geschaltete Farbdifferenzsignalverarbeitungsschaitungen ein vollständiger korrigiertes Bild als eine Schaltung nach Fig. 5 liefern würde, die die Farbdiffe-

5 renzsignale parallel korrigiert. Die verbesserte Korrektur ist nur in der grünen Farbkomponente der wiedergegebenen Bilder zu beobachten und ist ein Ergebnis zweiter Ordnung der Korrekturen der R-Y und

B-Y-Signale, die zur Erzeugung der G-Y-Signale verwen-10 det wurden.

- Leerseite -

Claims (10)

1. Patentansprüche

   ( 1 ·)Schaltung zur näherungsweisen Korrektur von Fehlern in Farbsignalübergängen in einer Farbbildsignalverarbeitungsschaltung mit einer Quelle für ein relativ breitbandiges Leuchtdichtesignal und einer Quelle für ein relativ schnalbandiges Farbbildsignal, gekennzeichnet durch eine Schaltung (10), die in Reaktion auf das Leuchtdichtsignal (Y) ein breitbandiges Farbgrenzsignal liefert, das eine von dem Wert des Leuchtdichtesignals auferlegte Begrenzung des Farbbildsignals (R-Y) darstellt, und eine Signalkombinationsschaltung (12), die in Reaktion auf das Farbbildsignal (R-Y) und das Farbgrenzsignal ein korrigiertes Farbsignal (R-Y)' erzeugt, dessen Wert innerhalb des begrenzten Bereichs liegt.

   3UO99
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1 in einem Farbfernsehempfänger zur Verarbeitung eines eine breitbandige Leuchtdichtesignalkomponente und eine relativ schmalbandige Farbartsignalkomponente umfassenden Farbbild-Signalgemisches mit einer Farbartsignalverarbeitungsschaltung, die in Reaktion auf die Farbartsignalkomponente mehrere Farbbildsignale in Farbdifferenzsignalform erzeugt, von denen jede eine kleinere Bandbreite als das breitbandige Leuchtdichtesignal aufweist, mit einer Matrix, die mehrere Farbdifferenzsignaleingangsanschlüsse aufweist und der algebraischen Kombination des breitbandigen Leuchtdichtsignals mit den entsprechenden Farbdifferenzsignalen, die diesen Farbdifferenzsignaleingangsanschlüssen zugeführt sind, zur Bildung von Farbbildsignalen in Primärfarbsignalform dient, und mit einer Bildwiedergabeeinrichtung, die eine Vielzahl von Primärfarbsignaleingangsanschlüssen zur Wiedergabe eines Farbbildes in Reaktion auf die entsprechenden Farbbildsignale in Primärfarbsignalform, die den Primärfarbsignaleingangsanschlüssen zugeführt sind, umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß die Grenzsignalerzeugungsschaltung (10) ein zu dem Leuchtdichtesignal (Y) proportionales breitbandiges Farbgrenzsignal erzeugt,

   die Signalkombinationsschaltung als Eingangssignale das Farbbildsignal (R-Y) und das Farbgrenzsignal empfängt und ein Ausgangssignal (R-Y)' erzeugt, dessen augenblicklichen Amplitudenwerte proportional zu der kleinsten der augenblicklichen Amplitudenwerte ihrer Eingangssignale sind, und das Ausgangssignal einer Schaltung zugeführt ist, die ein korrigiertes Farbbildsignal erzeugt, das einem der Signaleingangsanschl üsse zugeführt ist.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zweite Signalverarbeitungsschaltung (14, 20), die umfaßt:

   1) eine Schaltung (14), die in Reaktion auf das breitbandige Leuchtdichtsignal (Y) ein zweites zu dem Leuchtdichtsignal proportionales breitbandiges Farbgrenzsignal liefert, und

   2) eine zweite Signalkombinationsschaltung (20) , der als Eingangssignale ein Farbbildsignal und das zweite Farbgrenzsignal zugeführt ist und die ein Ausgangssignal (R-Y)' erzeugt, dessen augenblicklichen Amplitudenwerte proportional zu dem größten der Amplitudenwerte ihrer Eingangssignale ist, wobei die erste (10, 12) und zweite (14, 20) Signal-Verarbeitungsschaltung in Kaskade geschaltet sind und ein korrigiertes Farbbildsignal (R-Y)' erzeugen, das dem einen Signaleingangsanschluß zugeführt ist.
4. 4. Schaltung nach·Anspruch 3, gekennzeichnet durch

   eine Signalinverterschaltung (14),die in Reaktion auf das breitbandige Leuchtdichtesignal eine negative oder invertierte Signalversion des Leuchtdichtesignals liefert, und

   eine Schaltung (16), die in Reaktion auf die invertierte Version des breitbandigen Leuchtdichtesignals ein drittes zu der invertierten Version des Leuchtdichtsignals proportionales breitbandiges Farbgrenzsignal liefert, das als zusätzliches Eingangssignal der ersten Signalkombinationsschaltung (12) zugeführt ist.
5. 5. Schaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch

   eine Schaltung, die in Reaktion auf die invertierte Version des breitbandigen Leuchtdichtesignals ein

   viertes zu der invertierten Version des Leuchtdichtsignal proportionales breitbandiges Farbgrenzsignal erzeugt, das als zusätzliches Eingangssignal der zweiten Signalkombinationsschaltung (20) zugeführt ist.
6. 6. Schaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

   eine erste konstante Signalquelle (K₁), die ein drittes Farbgrenzsignal (1) erzeugt, das als ein zusätzliches Eingangssignal der ersten Signalkombinationsschaltung (40) zugeführt ist.
7. 7. Schaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch

   eine zweite konstante Signalquelle (K₂), die ein viertes Farbgrenzsignal (0) liefert, das als ein zusätzliches Eingangssignal der zweiten Signalkombinationsschaltung zugeführt ist.
8. 8. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Farbbildsignal, das als ein Eingangssignal eine der Signalkombinationsschaltungen (12) zugeführt ist, ein von der Farbartsignalverarbeitungsschaltung erzeugtes Farbdifferenzsignal (R-Y) umfaßt und daß der eine Signaleingangsanschluß eine der Farbdifferenzsignaleingangsanschlüsse der Matrix ist.
9. 9. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet , daß das Farbbildsignal, das als ein Eingangssignal eine der Signalkombinationsschaltungen (40) zugeführt ist, ein primäres von der Matrixschaltung erzeugtes Farbsignal (R) umfaßt und daß der eine Signaleingangsanschluß eine der Primärfarbsignaleingangsanschlüsse der Bildwiedergabeeinrichtung ist.

   -5-
10. 10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Farbbildsignal, das als Eingangssignal der anderen der Signalkombinationsschaltungen (44) zugeführt ist, ein korrigiertes primäres von der einen Signalkombinationsschaltung (40) erzeugtes Farbsignal umfaßt.

    11". Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Farbbildsignal, das als Eingangssignal der anderen der Signalkombinationsschaltungen (20) zugeführt ist, ein korrigiertes von der Signalkombinationsschaltung (12) erzeugtes Farbdifferenzsignal umfaßt.