DE3528717C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kammfilter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein solches Filter ist zur Trennung des Leuchtdichtesignals (im folgenden Y-Signal) und des Farbartsignals (im folgenden C-Signal) aus einem zusammengesetzten Fernsehsignal (zusammengesetzten Videosignal) des PAL-Systems bestimmt.

Beim gegenwärtigen PAL-Standard-Farbfernsehsystem werden das Y- und das C-Signal in frequenzmultiplexer Weise als zusammengesetztes Signal übertragen. Dementsprechend ist im Empfänger die Trennung der Y- von der C- Komponente aus dem zusammengesetzten Signal erforderlich.

Das zusammengesetzte Fernsehsignal P des PAL-Systems läßt sich wie folgt darstellen:

P = Y+U · sin (2π fsc t)±Vcps (2π fsc t),

wobei mit Y das Leuchtdichte- oder Luminanzsignal, mit U und V die Farbdifferenzsignale, mit fsc die Farbhilfsträgerfrequenz und hinsichtlich der Vorzeichen "+" die ungeradzahligen Abtastzeilen und mit "-" die geradzahligen Abtastzeilen bezeichnet sind. Dies bedeutet, daß die V-Komponenten in jeder Abtastzeile umgekehrt werden. Wird angenommen, daß die Rahmen- oder Bildfrequenz fF gleich 25 Hz und die Feld- oder Halbbildfrequenz fV gleich 50 Hz betragen, so ergibt sich die Horizontalabtastfrequenz zu fH = 15,625 kHz. Damit ergeben sich für fsc die folgenden Beziehungen:

fsc
= (284-1/4+1/625) fH
= (284-1/4+1/625) 625 · fV/2
= (284-1/4+1/625) 625fF

Aus dieser Gleichungsbeziehung läßt sich ersehen, daß die Größe fsc und die Größe fH mit ¼-Zeilenabstand gegeneinander versetzt sind. Aus diesem Grund wird sich eine aus dem zusammengesetzten Farbfernsehsignal des PAL-Systems bei Synchronabtastung mit einer Abtastfrequenz fs, die dem Vierfachen der Frequenz fsc des Farbhilfsträgers entspricht, als zweidimensionale Reihe auf einem Schirm darstellen lassen, wie sich aus Fig. 1 ersehen läßt. Fig. 1 läßt auch erkennen, daß die Phasen der Farbsignale sich nach jeweils vier Zeilen wiederholen. Die Abtastpunkte P, die durch Dreiecke oder Rechtecke veranschaulicht sind, werden durch Abtastsignale abgetastet, die in der Phase hinsichtlich der U-Achse und der V-Achse des Farbdifferenzsignales um 45° vor- oder nacheilen. Mit Y ist außerdem das Leuchtdichtesignal und mit C bzw. C′ sind Farbartsignale bezeichnet, während U und V auf die jeweiligen Farbdifferenzsignale hinweisen.

Um Kompatibilität mit monochromen Fernsehsignalen sicherzustellen, muß der Empfänger in der Lage sein, das Y- bzw. C-Signal exakt aus dem zusammengesetzten Farbfernsehsignal zu trennen, welches die C-Signale frequenzmultiplex- verschachtelt innerhalb des Spektrums des Frequenzbands des Y-Signals enthält.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines bekannten Y-C-Trennfilters:

Eine Verzögerungsstrecke ist mit 1 a bzw. 1 b bezeichnet, Bezugszeichen 2 weist auf ein Vertikalfilter und Bezugszeichen 3 auf ein Horizontal-Bandpaßfilter hin, während ein Subtrahierer mit Bezugszeichen 4 gekennzeichnet ist.

Dieses Filter arbeitet hinsichtlich des zusammengesetzten PAL-Farbfernsehsignals wie folgt:

Die zusammengesetzten Farbfernsehsignale am Eingang 51, die mit einer Abtastfrequenz fs = 4 · fsc synchron mit der Farbhilfsträgerwelle getastet werden, ergeben die in Fig. 1 veranschaulichte Reihenfolge, wenn jeweils die Phasen der Farbartsignale markiert werden. Die Phasen der Farbartsignale wiederholen sich mit einer Periode von vier Zeilen. Wenn der Abtastpunkt auf der m-ten Reihe notiert wird, so zeigt die Farbartsignalkomponente des Abtastpunkts bei einer geradzahligen Zeile eine um 180° gegenüber dem Abtastpunkt der vorhergehenden Zeile in der Phase verschobene Farbhilfsträgerwelle. Für den Abtastpunkt einer ungeradzahligen Zeile dagegen ist die Farbhilfsträgerwelle des Farbartsignals in der Phase ebenfalls um 180° gegenüber dem Abtastpunkt der nächsten Zeile verschoben. Durch Umschaltung der Signalverarbeitung zwischen der für ungeradzahlige Zeilen und der für geradzahlige Zeilen im Vertikalfilter 2 wird ein im Vier-Zeilenrhythmus wechselndes Signal Hc für das PAL-System auf der Leitung 54 erhalten. Dabei gilt

für ungeradzahlige Zeilen:
Hc(m, 2n-1) = 1/2 {P(m, 2n-1)-P(m, 2n)},

für geradzahlige Zeilen:
Hc(m, 2n) = 1/2 {P(m, 2n)-P(m, 2n-1)},

wobei mit (x, y) die Koordinaten auf dem Abbildungsschirm bezeichnet sind (mit x = m, y = 2n oder 2n-1), x die Abtastpunktnummer in Horizontalrichtung und y die Zeilennummer bezeichnen.

Auf diese Weise wird das wechselnde Signal Hc(x, y) unter Verwendung eines Satzes von Abtastpunkten auf jeweils zwei Zeilen erhalten und das Farbartsignal C(x, y) oder C′(x, y), das der Hochfrequenzkomponente entspricht, wird dabei durch das Horizontal-Bandpaßfilter 3 abgetrennt. Das Farbartsignal 55, das als Ausgangssignal des Horizontal- Bandpaßfilter 3 erscheint, gelangt auf den Subtrahierer 4 und dient zur Abtrennung des Leuchtdichtesignals Y(x, y) 56 aus dem Signal P(x, y) am Ausgang der einen Verzögerungsstrecke 1 a. Dieses Signal läßt sich mit der folgenden Gleichungsbeziehung darstellen:

Y(x, y) = P(x, y)-C(x, y)
oder

Y(x, y) = P(x, y)-C′(x, y).

Die Übergangsfunktion Hh(Z) des Horizontal-Bandpaßfilters 3 ist durch folgende Gleichung gegeben:

Hh(Z) = -1/32 (1-Z ^-2)(1+Z ^-4)(1+Z ^-8).

Wie bereits erwähnt, ist ein herkömmliches Kammfilter zur Trennung der Farbart- bzw. Leuchtdichtekomponente in der Regel als Kombination eines feststehenden, d. h. auf feste Frequenzwerte ausgelegtes Vertikal- und Horizontalfilters aufgebaut. Die Signaltrennung beruht außerdem auf der Annahme, daß die Abtastsignale des Fernsehsignals in Form von Bildelementen einander bei aneinandergrenzenden Bildpunkten ähnlich sind. Bei einem herkömmlichen System ergeben sich also gegenseitige Einstreuungen von Leuchtdichte- und Farbartsignalen in den jeweils anderen Kanal in den Bereichen, in denen die Leuchtdichte- bzw. Farbartkomponente des Videosignals starken Veränderungen unterliegen, so daß sich Störungen des Videobildes ergeben aufgrund von Punktinterferenzen, Störungen durch Farb-"Übersprechen", Kreuzmodulationseffekte oder dgl.

In der EP-O 1 61 923 ist ein Filter zur Trennung des Leuchtdichte- und Farbartsignal eines PAL-Systems beschrieben, das die folgenden Baugruppen aufweist:

• - einen Abtastsignalgenerator zur Erzeugung eines Abtastsignales mit der vierfachen Frequenz des Farbhilfsträgers, dessen Phase mit der U- oder V-Achse der Farbartsignale übereinstimmt;
• - einem A/D-Wandler zur Umsetzung des am Eingang anliegenden analogen, zusammengesetzten Fernsehsignales in digitale Signale unter Verwendung des Abtastsignales;
• - einen Vertikal- und einen Horizontalfilter zur Aufteilung des Farbartsignales an jedem Abtastpunkt unter Verwendung des Abtastwertes eines ersten, benachbart liegenden Abtastpunktes, dessen Farbhilfsträgerphase invertiert ist und der eine Zeile ober- oder unterhalb des bestimmten Abtastpunktes liegt, oder unter Verwendung eines zweiten benachbarten Abtastpunktes in der selben Zeile, dessen Farbhilfsträgerphase ebenfalls invertiert ist;
• - einer Detektionseinrichtung zur Feststellung der Richtung, in der das Signal die geringste Abweichung aufweist, wobei die Detektion unter Verwendung des ersten und zweiten, benachbarten Abtastpunktes durchgeführt wird;
• - einer Auswahleinrichtung zur Auswahl des Vertikal- oder Horizontalfilters in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Detektionseinrichtung; und
• - einem Leuchtdichtesignalgenerator zur Erzeugung des Leuchtdichtesignales durch Abtrennen des Leuchtdichtesignales von dem digitalisierten, zusammengesetzten Fernsehsignal.

Dabei werden das aus den Farbdifferenzsignalen U und V zusammengesetzte Farbartsignal C und das Luminanzsignal Y in einer ersten Ausführungsform für einen Abtastpunkt P 4 mit benachbarten Abtastpunkten P 1 bis P 7 nach folgenden Formeln gewonnen (Fig. 5):

bzw. gemäß Fig. 6:

In einer zweiten Ausführungsform werden die C- und Y-Signale für einen Abtastpunkt P 5 unter Verwendung der Abtastpunkte P 1 bis P 9 gemäß Fig. 9 wie folgt bestimmt:

bzw. gemäß Fig. 10:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kammfilter zur Trennung von Leuchtdichte- und Farbartsignalkomponenten zu schaffen, mit dem eine weitere Verbesserung der Trennung der Signalkomponenten erreicht wird, so daß Farbeinstreueffekte, Punktinterferenzen oder dergleichen, nicht mehr auftreten.

Insbesondere soll das Kammtrennfilter für das PAL-Farbfernsehsystem geeignet sein und ein U-Signal sowie ein V-Signal gleichzeitig mit dem Leuchtdichtesignal eines bestimmten Abtastpunktes liefern derart, daß die Video-Farbbildwiedergabe mit genau definierten Farbwerten gewährleistet werden kann.

Mit der Erfindung wurde ein Kammfilter zur Trennung des Leuchtdichtesignales und des Farbartsignales eines zusammengesetzten Farbfernsehsignals, insbesondere PAL-Farbfernsehsignals, geschaffen, das die im Patentanspruch angegebenen Merkmale aufweist.

Mit dem erfindungsgemäßen Kammfilter läßt sich die gestellte Aufgabe lösen, d. h., es wird eine präzise Trennung von Luminanz- und Chrominanzsignalkomponenten erreicht, ohne daß Farbeinstreueffekte oder Punktinterferenzen auftreten.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einer bereits angesprochenen diagrammartigen Aufstellung eine Abtastsignalfolge auf einem Bildschirm, die sich ergibt, wenn das zusammengesetzte Farbfernsehsignal des PAL-Systems mit einer Abtastfrequenz getastet wird, die viermal so hoch ist wie die Frequenz des Farbhilfsträgers;

Fig. 2 das Blockschaltbild eines herkömmlichen Filters zur Trennung der Leuchtdichte bzw. Farbartsignalkomponenten;

Fig. 3 eine der Darstellung der Fig. 1 entsprechende Diagrammdarstellung einer Abtastsignalfolge auf einem Bildschirm, die sich ergibt, wenn das zusammengesetzte Farbfernsehsignal des PAL-Systems mit Abtastpulsen gemäß der Erfindung getastet wird;

Fig. 4 das Blockschaltbild eines Kammfilters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 das Blockschaltbild der Verschachtelungsanordnung des Filters und

Fig. 6 das Diagramm der Abtastsignalfolge auf einem Bildschirm, die sich als Ausgang einer Wähleinrichtung des Filters ergibt.

Einzelheiten der Erfindung werden zunächst in beispielsweiser Ausführungsform unter besonderem Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben.

Fig. 3 zeigt die Reihenanordnung einer Abtastsignalserie auf einem Bildschirm entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung.

Wie sich aus der Darstellung ersehen läßt, ist es möglich, die Signale Y+U (○), Y+V (∆), Y-U (⚫), Y-V (▲ durch synchrone Anpassung der Abtastzeitpunkte zu erhalten. Das heißt, das zusammengesetzte Farbfernsehsignal wird durch Abtastimpulse abgefragt, deren Frequenz dem Vierfachen der Frequenz fsc der Farbhilfsträgerwelle des zusammengesetzten Farbfernsehsignals entsprechen, wobei deren Phasen mit der U-Achse oder V-Achse der Farbdifferenzsignale übereinstimmen, so daß sich die Abtastpunkte entsprechend der Reihenanordnung der Fig. 3 ergeben.

Die Fig. 4 zeigt den Aufbau eines Filters mit Merkmalen nach der Erfindung. Bezugshinweise 5 a, 5 b bezeichnen eine Zeilenverzögerungsstrecke, die Bezugshinweise 6 a bis 6 f eine Punktverzögerungsstrecke und diese bilden gemeinsam eine Verzögerungsschaltung, die am Ausgang neun Abtastpunkte liefert, die auf den Leitungen oder Anschlußpunkten 60, 65, 58, 62, 52, 63, 59, 51 und 57 auftreten und im folgenden mit

P(m-1, 2n-1)
für Leitung 60,
P(m, 2n-1)	für Leitung 65,
P(m-2, 2n)	für Leitung 58,
P(m-1, 2n)	für Leitung 62,
P(m, 2n)	für Leitung 52,
P(m+1, 2n)	für Leitung 63,
P(m+2, 2n)	für Leitung 59,
P(m, 2n+1)	für Leitung 51 und
P(m+1, 2n+1)	für Leitung 57

bezeichnet sind.

Wird das zusammengesetzte Farbfernsehsignal des PAL-Systems mit einer Frequenz getastet, die dem Vierfachen der Frequenz des Farbhilfsträgers entspricht, so ergeben sich in einer Zeile 1135 Abtastpunkte, und die Einzeilen-Verzögerungsstrecke 5 a, 5 b bewirken eine Verzögerung von Z ^-1132, d. h. eine Verzögerung von 1132 Abtastwerten, während die Einpunkt-Verzögerungsstrecke 6 a bis 6 f eine Verzögerung von Z ^-1, d. h. eine Verzögerung von einem Abtastpunkt bewirken. In Fig. 3 bezieht sich der Punkt 52(▲) auf einen bestimmten Abtastpunkt, für den die Trennung der Luminanz- und Chrominanzsignalkomponenten durchgeführt wird, während die Abtastpunkte 58(∆) und 59(∆) die Vergleichspunkte in Horizontalrichtung sind. Andererseits beziehen sich die Abtastpunkte 60(∆) und 57(∆) auf Vergleichspunkte in Vertikalrichtung (Diagonale zur Zeilenrichtung), während die Abtastpunkte 62(⚫) und 63(○) die zum Abtastpunkt in Horizontalrichtung benachbarten Punkte markieren. Schließlich liegen die Abtastpunkte 65(○) und 51(⚫) bezüglich des speziellen Abtastpunktes 52(▲) in Vertikalrichtung benachbart.

Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Trennfilter für die Vertikalrichtung, welches ein erstes Farbartsignal herausfiltert unter Verwendung der in der Vertikalen dem Abtastpunkt 52 benachbarten Abtastpunkte 65 und 51. Der Bezugshinweis 8 kennzeichnet ein Filter für die Horizontalrichtung, welches für die Horizontalrichtung ein erstes Farbartsignal ausgibt unter Verwendung der den Abtastpunkt 52 in Horizontalrichtung benachbart liegenden Abtastpunkte 62 und 63. Eine Vergleichs- und Entscheidungsschaltung 9 errechnet den Absolutwert der Differenz zwischen den Werten in Horizontalrichtung für die Vergleichsabtastpunkte 58 und 59 und zwischen den Werten auf der Diagonalen für die Vergleichspunkte 60 und 57. Aus dem Vergleich erfolgt eine Entscheidung über die Richtung mit der geringsten Unterschiedsdifferenz. Als Folge des Vergleichs wird ein Wählsignal 61 ausgegeben. Eine Wähleinheit, der Selektor 10, wählt entweder den Ausgang des Horizontal- oder des Vertikalfilters 8 bzw. 7 entsprechend dem Wählsignal 61 und liefert an seinem Ausgang ein erstes abgetrenntes Farbartsignal. Eine Frequenzverschachtelungsschaltung 11 erzeugt ein zweites abgetrenntes Farbartsignal,bezogen auf den betreffenden Abtastpunkt unter Verwendung des herausgefilterten Farbartsignals der dem betreffenden Abtastpunkt benachbarten Abtastpunkte. Ein Subtrahierer 4 subtrahiert das erste Farbartsignal am Ausgang des Selektors 10 vom digitalisierten zusammengesetzten Farbfernsehsignal und liefert damit an seinem Ausgang das separierte Leuchtdichtesignal. Bei dieser Ausführungsform ist ein Abtastpulsgenerator vorgesehen, der Abtastpulse liefert, deren Frequenz dem Vierfachen der Frequenz der Farbhilfsträgerwelle entspricht und deren Phasen mit der U- oder V-Achse der Farbdifferenzsignale übereinstimmen. Außerdem ist ein A/D-Wandler vorgesehen, dem eingangsseitig das analoge Farbfernsehsignal zugeführt wird und der mit den Abtastsignalen beaufschlagt ist.

Das Blockschaltbild der Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die Verschachtelungsschaltung 11.

Eine Punktverzögerungsstrecke ist mit 6 g und 6 h bezeichnet, Bezugshinweis 12 bezeichnet einen Subtrahierer und die Bezugshinweise 13 a und 13 b bezeichnen einen ersten und einen zweiten U/V-Wähler, und eine erste, eine zweite und eine dritte Invertier/Nichtinvertierwählschaltung sind mit Bezugshinweisen 14 a, 14 b bzw. 14 c bezeichnet. Eine Selektorsteuerschaltung ist durch Bezugshinweis 15 gekennzeichnet.

Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:

Die durch Tastung des zusammengesetzten Farbfernsehsignales im A/D-Wandler mit einer Abtastfrequenz fs = 4 · fsc erhaltene Signalfolge wird durch die zwei Einzeilen-Verzögerungsstrecken 5 a, 5 b und sechs Einpunkt-Verzögerungsstrecken 6 a bis 6 f verzögert. Am Ausgang erscheinen damit gleichzeitig neun Abtastpunkte. Die Signale dieser neun Abtastpunkte umfassen damit das betreffende Abtastsignal P(m, 2n) mit den Koordinatenpunkten (m, 2n) auf dem Schirm der Fig. 3, und dieses Signal erscheint am Ausgang der Einpunkt-Verzögerungsstrecke 6 c, die ober- bzw. unterhalb liegenden Abtastsignale P(m, 2n-1) (Leitung 65), P(m, 2n+1) (Leitung 51), ein erstes um eine Stelle verschobenes Abtastsignal links bzw. rechts von dem betreffenden Abtastpunkt, nämlich die Abtastsignale P(m-1, 2n) (Leitung 62) bzw. P(m+1, 2n) (Leitung 63), ein zwei Stellen links bzw. rechts vom eigentlichen Abtastpunkt gewonnenes Abtastsignal P(m-2, 2n) (Leitung 58) bzw. P(m+2, 2n) (Leitung 59) sowie auf die Diagonale bezogen, die Abtastsignale P(m-1, 2n-1) (Leitung 60) bzw. P(m+1, 2n+1) (Leitung 57).

Diese Abtastsignale gelangen auf den Eingang des Vertikalfilters 7 bzw. des Horizontalfilters 8 und diese beiden Filter 7 und 8 liefern für jede Richtung vom Abtastpunkt P(m, 2n) aus das Farbartsignal aufgrund des folgenden Verarbeitungsprozesses:

Für das Vertikalfilter 7 (Trennfilter für die Vertikalrichtung) gelten die folgenden Beziehungen, um für diese Vertikalrichtung ein erstes Farbartsignal Cv 1 (m, 2n) auf Leitung 66 zu erhalten:

1/2{2P(m, 2n)-P(m, 2n-1)-P(m, 2n+1)}.

Für das Horizontalfilter 8 (Trennfilter für die Horizontalrichtung) gilt hinsichtlich des Ausgangs auf der Leitung 64, auf der ein erstes Farbartsignal für die Horizontalrichtung Ch 1 (m, 2n) erscheint, die Beziehung:

-1/2{2P(m, 2n)-P(m-1, 2n)-P(m+1, n)}.

Das erste Farbartsignal für die Horizontalrichtung Cv 1 (m, 2n) auf der Leitung 66 und das erste Farbartsignal für die Horizontalrichtung Ch 1 (m, 2n) auf Leitung 64 gelangen auf den Selektor 10.

Die Vergleichs- und Entscheidungsschaltung 9 vergleicht den Absolutwert der Differenz zwischen P(m-2, 2n) (Leitung 58) und P(m+2, 2n) (Leitung 59) zwischen P(m-1, 2n-1) (Leitung 60) und P(m+1, 2n+1) (Leitung 57), d. h. die absoluten Differenzwerte zwischen den zu vergleichenden Abtastpunkten in Horizontalrichtung und in der dazu diagonalen Richtung, d. h. der Vertikalrichtung, und schaltet den Selektor 10 so um, daß derjenige Ausgang des Filters gewählt wird, für den sich die geringste Abweichung bzw. der geringste Wert ergibt. Der absolute Differenzwert Dv(m, 2n) in Vertikalrichtung und der entsprechende absolute Differenzwert Dh(m, 2n) in Horizontalrichtung ergeben sich damit entsprechend den folgenden Gleichungsbeziehungen:

Dv(m, 2n) = |P(m-1, 2n-1)-P(m+1, 2n+1)|

Dh(m, 2n) = |P(m-2, 2n)-P(m+2, 2n)|

Ist der absolute Differenzwert Dv(m, 2n) in Vertikalrichtung kleiner, so wird der Satz von Abtastpunkten in diese Richtung nämlich (P(m, 2n-1), P(m, 2n+1)) zur Einstellung des Trennfilters verwendet. Ist dagegen der absolute Differenzwert Dh(m, 2n) in Horizontalrichtung kleiner, so werden die Abtastpunkte in Horizontalrichtung, d. h. (P(m-1, 2n), P(m+1, 2n) zur Filterauswahl herangezogen.

Die Vergleichs- und Entscheidungsschaltung 9 liefert also das Wählsignal 61 auf den Selektor 10 und bestimmt damit das erste herausgefilterte Farbart-Ausgangssignal C(m, 2n) auf der Leitung 67, das über den Selektor 10 ausgegeben wird entsprechend folgender Beziehung:

Falls Dv(m, 2n) < Dh(m, 2n), dann gilt

C(m, 2n) = Cv 1 (m, 2n);

falls Dv(m, 2n) ≧ Dh(m, 2n), so gilt andererseits

C(m, 2n) = Ch 1 (m, 2n).

Das erste herausgefilterte Farbartsignal C(m, 2n) am Ausgang 67 des Selektors 10 gelangt auf den Subtrahierer 4. Damit wird das erste Farbartsignal C(m, 2n) vom Abtastsignal P(m, 2n) auf Leitung 52 abgezogen, und es erscheint das herausgefilterte Leuchtdichtesignal Y(m, 2n) auf Leitung 70 entsprechend der folgenden Beziehung:

Y(m, 2n) = P(m, 2n)-C(m, 2n)

Andererseits wird das erste Farbartsignal C(m, 2n) der Verschachtelungsschaltung 11 zugeführt. Ist dieses erste Farbartsignal C(m, 2n) ein U-Signal, so gelangt es zum U- Signalausgang 68 und das zweite herausgefilterte Farbartsignal V(m, 2n) entsprechend der folgenden Beziehung gelangt zum V-Signalausgang 83.

V(m, 2n) = 1/2(-C(m-1, 2n)+C(m+1, 2n))

oder

V(m, 2n) = 1/2(C(m-1, 2n)-C(m+1, 2n))

Ist in diesem Fall also das erste Farbartsignal C(m, n) das U-Signal, so werden die Signale C(m-1, 2n) und C(m+1, 2n) die V-Signale, die in entgegengesetzter Polarität auftreten. Das V-Signal C(m, 2n) läßt sich damit unter Beachtung der Polarität verschachteln.

Ist das erste herausgefilterte Farbartsignal C(m, 2n) dagegen ein V-Signal, so erscheint dieses Signal am V-Signalausgang 83 und damit wird das zweite Farbartsignal C(m, 2n) für einen ähnlichen Verschachtelungsvorgang am U-Signalausgang 68 erscheinen.

Die Betriebsweisen der Verschachtelungsschaltung 11 wird nachfolgend unter Bezug auf Fig. 5 erläutert:

Die Abtastsignalfolge des ersten ermittelten Farbartsignals 67 erscheint in der Reihenfolge gemäß Fig. 6. Tritt das erste Farbartsignal C(m, 2n) auf der Signalleitung 75 auf, so erscheint das Signal C(m-1, n) auf der Leitung 67, das Signal C(m+1, n) auf der Leitung 71. Die Signale C(m-1, n) und C(m+1, n) werden im Subtrahierer 12 voneinander abgezogen und das Subtraktionsergebnis C 2 (m, n) gelangt zum zweiten Selektor 13 b. Es gilt dann also:

C 2 (m, n) = C(m-1, n)-C(m+1, n)

Gleichzeitig gelangt das Signal C(m, n) auf den ersten Selektor 13 a. Der erste Selektor 13 a liefert damit das Signal C(m, n) auf die Leitung 76 oder die Leitung 77 entsprechend dem Steuersignal auf der Leitung 78 der Selektorsteuerschaltung 15. Die Steuerung erfolgt so, daß das Signal C(m, n) auf die Leitung 76 gelangt, wenn es sich um ein U- oder -U-Signal handelt, während die Abgabe auf die Leitung 77 erfolgt, wenn ein V- oder -V-Signal vorliegt entsprechend der folgenden Bedingung:

Sind m, n beide geradzahlig, so gelangt C(m, n) auf die Leitung 77.
Sind m, n gerad- bzw. ungeradzahlig, so gelangt C(m, n) auf die Leitung 76.
Sind m, n ungerad- bzw. geradzahlig, so gelangt C(m, n) auf die Leitung 76.
Sind m, n beide ungeradzahlig, so gelangt C(m, n) auf die Leitung 77.

Außerdem wird das Verschachtelungssignal C 2 (m, n) auf die Signalleitung 77 geschaltet, wenn das Signal C(m, n) auf die Signalleitung 76 gelangt; das erste Signal gelangt andererseits auf die Leitung 76, wenn das Signal C(m, n) auf die Signalleitung 77 gegeben wird entsprechend dem Selektorwählsignal 79, das von der Selektorsteuerschaltung 15 abgegeben wird. Demnach gelangt also ein U-Signal auf die Leitung 76 und ein V- oder -V-Signal auf die Signalleitung 77.

Der erste Invertier/Nicht-Invertierwähler 14 a liefert an seinem Ausgang das U-Signal an die Leitung 68, wenn das U- Signal von der Leitung 76 ein nicht-invertiertes Signal ist; er liefert andererseits das invertierte Signal am Eingang auf die Leitung 68, wenn das U-Signal ein invertiertes Signal ist in Abhängigkeit vom Selektorsteuersignal auf der Leitung 80.

Die Steuerung arbeitet wie folgt:

Der erste Abtastpunkt auf der ersten Leitung des ersten Felds (Teilbilds) einer Folge von vier Feldern wird nicht- invertiert. Anschließend erfolgt eine Invertierung und Nicht- Invertierung in Wiederholung für jeweils zwei "Proben", d. h. Abtastpunkte.

Der zweite Invertierungs/Nicht-Invertierungsselektor 14 b liefert ausgangsseitig das V-Signal unverändert auf die Signalleitung 69, wenn das V-Signal auf der Leitung 77 ein nicht-invertiertes Signal ist; er liefert andererseits das invertierte Signal am Eingang auf die Signalleitung 69, wenn das V-Signal ein invertiertes Signal ist entsprechend dem Selektorsteuersignal 81. Die Steuerung erfolgt in diesem Fall folgendermaßen:

Der erste und der zweite Abtastpunkt auf der ersten Zeile des ersten Felds der erwähnten Folge von vier Feldern wird invertiert und die Nicht-Invertierung bzw. Invertierung wird als ein Satz für jeweils zwei Abtastpunkte nachfolgend durchgeführt.

Das auf der Signalleitung 69 erhaltene V-Signal wird also in jeder Zeile einmal in der Polarität umgekehrt. Das heißt, das V-Signal wird unverändert auf die Signalleitung 83 gegeben, wenn es sich um ein nicht-invertiertes Signal handelt. Andererseits gelangt das invertierte Signal am Eingang auf die Signalleitung 83, wenn das V-Signal in Abhängigkeit vom Selektorsteuersignal 82 invertiert ist. In diesem Fall arbeitet die Steuerung wie folgt:

Die Signale der ersten Zeile des ersten Felds der Folge von vier Feldern werden nicht-invertiert, anschließend erfolgt wiederholt eine Invertierung bzw. Nicht-Invertierung.

Auf diese Weise erscheinen die sich auf jeden Abtastpunkt beziehenden U- bzw. V-Signale gleichzeitig am Ausgang.

Wie oben erläutert, wird bei der Trennung von Leuchtdichte- und Farbartsignalen für jeden Abtastpunkt die Richtung ermittelt, in der das zusammengesetzte Farbfernsehsignal die geringsten Abweichungen aufweist, wobei die Werte von dem betreffenden Abtastpunkt zugeordneten benachbarten Abtastpunkten berücksichtigt werden, und das Leuchtdichtesignal wird unter Verwendung des Filterausgangssignals 4 für diese Richtung extrahiert. Auf diese Weise ist eine sehr genaue Trennung von Leuchtdichte- und Farbartsignalkomponenten möglich, selbst in den Bereichen starker Änderungen der Bildhelligkeit bzw. bei Wechsel der Farbarten im Videobild. Es läßt sich damit eine Farbbildwiedergabe ohne Farb-"-Übersprechen" und ohne Punktinterferenzen erreichen.

Die Verschachtelungsschaltung 11 bewirkt eine Frequenzverschachtelung des zweiten abgetrennten Farbartsignals für jeden Abtastpunkt. Auf diese Weise läßt sich das U- und das V-Signal gleichzeitig erhalten. Damit ist eine hinsichtlich der Farbqualität genauere Wiedergabe des Videobildes möglich.

In der obigen Beschreibung der Erfindung ist erläutert, daß das Leuchtdichtesignal und das Farbartsignal unter Verwendung eines Vertikal- bzw. Horizontalfilters bezogen auf die Richtung, in der das zusammengesetzte Farbfernsehsignal die geringste Abweichung an den Ausgängen der beiden Trennfilter zeigt, gewonnen werden. Damit ist eine genaue Trennung der Leuchtdichte- und Farbartsignalkomponenten auch bei raschen und starken Änderungen im Videobild und ohne die sonst üblicherweise beobachteten Farb- und Punktinterferenzen möglich. Die Verschachtelungsschaltung 11 liefert sowohl die U- als auch die V-Signalkomponente für jeden Abtastpunkt, so daß eine sehr genaue Farbwiedergabe gewährleistet werden kann.

Claims (1)

1. Kammfilter zur Trennung des Leuchtdichtesignals und des Farbsignals eines zusammengesetzten PAL-Farbfernsehsignals, mit

   • - einem Abtastsignalgenerator zur Erzeugung eines Abtastsignals, dessen Frequenz dem Vierfachen der Frequenz des Farbhilfsträgers und dessen Phase der U- oder V-Achse der Farbdifferenzsignale entspricht,
   • - einem A/D-Wandler zur Umsetzung des analogen, zusammengesetzten Farbfernsehsignals in Digitalsignale unter Verwendung des Abtastsignals,
   • - einem Vertikal- und einem Horizontalfilter zur Herausfilterung des Farbartsignals unter Verwendung von einem bestimmten Abtastpunkt in vertikaler bzw. horizontaler Richtung unmittelbar benachbarten Vergleichsabtastpunkten,
   • - einer Vergleichs- und Entscheidungsschaltung,
   • - einer Wählschaltung zur Auswahl der Ausgangssignale entweder des Vertikal- oder des Horizontalfilters entsprechend einem Wählsignal, wobei das ausgewählte Signal als abgetrenntes Farbartsignal ausgegeben wird,
   • - einer Subtraktionsschaltung zur Subtraktion des abgetrennten Farbartsignals von dem Abtastwert des bestimmten Abtastpunkts, um als Ausgangssignal das abgetrennte Leuchtdichtesignal des zusammengesetzten Farbfernsehsignals zu erhalten, und
   • - einer Verzögerungsschaltung, die eingangsseitig mit dem Ausgangssignal des A/D-Wandlers beaufschlagt ist und die an ihrem Ausgang gleichzeitig die Signalwerte eines ersten bis neunten Abtastpunkts abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß
   • - in der Verzögerungsschaltung (5 a, 5 b; 6 a-6 f)
     • - der erste Abtastpunkt (52) einem bestimmten Abtastpunkt (52(▲)) entspricht, für den das Leuchtdichtesignal und das Farbartsignal zu trennen sind,
     • - der zweite (58(∆)), der dritte (59(∆)) sowie der vierte (60(∆)) und fünfte (57(∆)) Abtastpunkt in Horizontalrichtung bzw. in Vertikalrichtung benachbarte Abtastpunkte sind, die links, rechts bzw. oberhalb und unterhalb des bestimmten Abtastpunkts (52(▲)) liegen, und deren Farbhilfsträgerphasen sich um 90° von der des bestimmten Abtastpunkts (52(∆)) unterscheiden,
     • - der sechste (62((⚫)) und der siebte (63(○)) Abtastpunkt in Horizontalrichtung liegende Vergleichsabtastpunkte sind, die unmittelbar benachbart links bzw. rechts des bestimmten Abtastpunkts (52(▲)) liegen, und deren Farbhilfsträgerphasen sich um 180° von der des bestimmten Abtastpunkts (52(▲)) unterscheiden,
     • - der achte (65(○)) und der neunte (51(⚫)) Abtastpunkt Vergleichsabtastpunkte in Vertikalrichtung sind, die unmittelbar benachbart auf einer Vertikalen durch den bestimmten Abtastpunkt (52(∆)) liegen und deren Farbhilfsträgerphasen sich von der des bestimmten Abtastpunkts (52(∆)) um 180° unterscheiden;
   • - in der Vergleichs- und Entscheidungsschaltung (9) die Absolutwerte der Differenzen zwischen dem zweiten und dritten sowie dem vierten und fünften Abtastpunkt in Horizontal- bzw. Vertikalrichtung verglichen werden und ein Wählsignal (61) zur Auswahl desjenigen Filters mit der geringsten Absolutwertdifferenz erzeugt werden, und
   • - eine Verschachtelungsschaltung (11) vorgesehen ist, die unter Verwendung des abgetrennten Farbartsignals die entsprechende Farbdifferenzsignale U und V (68, 83) für den bestimmten Abtastpunkt (52(∆)) erzeugt.