DE3633716A1 - Verfahren und schaltung zur verringerung von stoerungen durch farbnebensprechen - Google Patents

Description

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

Zur Verringerung von Farbnebensprechen, d.h. Übersprechen von Leuchtdichtesignal-Komponenten in den Farbartkanal (sogen. Cross-Color-Störungen) bei der Übertragung eines Farbfernsehsignals ist es denkbar, die im Frequenzbereich des Farbträgers liegenden, die Störungen verursachenden Signalanteile des Leuchtdichtesignals entweder bereits im Leuchtdichte­ kanal eines Coders amplitudenmäßig abzusenken oder die in den Farbartkanal gelangten Störsignale im Decoder zu beseitigen.

Es ist bereits bekannt, in den Leuchtdichtekanal eines PAL-Coders ein Kerbfilter einzuschalten. Durch das Kerbfilter geht jedoch ein Teil der Schärfeinformation verloren, so daß die Bildauflösung vermindert wird. Weiterhin entsteht durch Gruppenlaufzeitfehler des Kerbfilters Überschwingen im Leuchtdichtesignal, das die Bildqualität reduziert. Außerdem wurde festgestellt, daß die reduzierende Wirkung des Kerbfilters bei bestimmten Bildvorlagen nicht ausreichend ist.

Im Decoder wird bekanntlich das trägerfrequente Farbartsignal mit einem Bandpaß abgetrennt. Wenn sich nun im Frequenzbereich des Bandpasses noch höherfrequente Anteile des Leuchtdichtesignals befinden, ergeben diese bei der nachfolgenden Demodulation farbige Störsignale. Entsprechend der Verkoppelung des Farbträgers mit der Zeilenfrequenz ergeben sich beim PAL-Verfahren am Bildschirm durchlaufende Farbstörungen, beim NTSC-Verfahren örtlich stehende Störungen, die sich jedoch in Phase und Amplitude ändern.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, um diese farbigen Störsignale so stark zu reduzieren, daß sie nicht mehr als Störung wahrgenommen werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß Cross-Color-Störungen im Decoder optimal, d.h. ohne Einbuße an Bandbreite des Leuchtdichtesignals bzw. an Schärfeverlust, beseitigt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. In weiteren Unteransprüchen ist eine vorteilhafte Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Figuren vorkommende gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einer ersten Art,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einer zweiten Art,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Variante der Schaltung gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 sind nur die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wichtigen Teile eines Farbfernsehsignal-Decoders dargestellt. An Klemme 1 liegt hierbei ein trägerfrequentes Farbartsignal (Cr) oder ein Farbdifferenzsignal (R-Y, B-Y), dessen Störsignalkomponenten reduziert werden sollen. Dazu wird das an Klemme 1 anliegende Signal einer Schaltung 2 zur steuerbaren Mittelung des Farbartsignals zugeführt. Diese Schaltung 2 besteht aus zwei parallelen Zweigen, von denen der eine eine Integrations- oder Mittelungsschaltung 3, z.B. in Form eines Tiefpaßfilters, und der andere ein Laufzeitglied 4 mit einer Verzögerungszeit einer Zeilen- bzw. Vollbilddauer enthält. Die Ausgänge der Schaltungen 3 und 4 sind an je einen Schaltkontakt eines Umschalters 6 angeschlossen, an dessen Ausgang 7 dann das störverminderte Farbartsignal abnehmbar ist. Der Umschalter 6 wird von einem Steuersignal gesteuert, welches vom Leuchtdichtesignal (Y) oder Farbfernsehsignal (FBAS) an Klemme 5 durch Bewegungsdetektion mit Hilfe eines Verzögerungsgliedes 8 und einer Betragsbildungsstufe 9 sowie nach Tiefpaßfilterung mit Hilfe eines Tiefpasses 11 abgeleitet wird.

Die Mittelung mit Hilfe der Schaltung 3 erfolgt zweckmäßigerweise über eine Anzahl von Zeilen- oder Vollbildperioden. Diese Mittelung, die zwar zu einer Verringerung der Cross-Color-Störungen führt, hat jedoch eine Integration in Vertikal­ richtung bei Zeilenmittelung oder eine Bewegungs­ verschleppung bei Vollbildmittelung zur Folge. Um nun diesen Nachteil zu vermeiden, wird mit Hilfe der Schaltungen 8 und 9 festgestellt, ob im Leuchtdichtesignal Y während der Mittelung eine Änderung auftritt. Ist dies der Fall, dann wird mit Hilfe des Umschalters 6 auf das direkte, mittels des Gliedes 4 laufzeitangepaßte Signal umgeschaltet.

Damit Änderungen des Leuchtdichtesignals im Frequenzbereich des Farbartsignals nicht wirksam werden, ist der Tiefpaß 11 vorgesehen, welcher für die Unterdrückung dieses Frequenzbereiches sorgt. Das Feststellen von Bewegung im Fernsehbild wird mit Hilfe eines sogen. Bewegungsdetektors durchgeführt, welcher im wesentlichen aus einer Differenzbildungseinrichtung 9 besteht, mit deren Hilfe die Differenz zwischen dem unverzögerten und dem um die Verzögerungszeit des Gliedes 8 verzögerten Signal gebildet wird. Da die Beeinflussung auf die Störbeseitigung vom Vorzeichen der Änderung des Bildinhaltes unabhängig sein soll, wird von der Differenz in der Einrichtung 9 der Betrag gebildet. Die Verzögerungszeit des Gliedes 8 kann dabei entweder eine Zeilen- oder eine Vollbilddauer betragen.

In Fig. 2 ist als Mittelungsschaltung 2′ ein rekursives Filter im Farbartkanal des Decoders vorgesehen. An Klemme 1 liegt das mit Hilfe eines in der Figur nicht dargestellten Bandpasses vom Farbfernsehsignal (FBAS) abgeleitete Farbartsignal (Cr). Dieses Signal wird direkt einerseits einer Addierschaltung 12 und andererseits einer Subtrahierschaltung 13 zugeführt. Am Ausgang der Addierschaltung 12 ist eine Verzögerungseinrichtung 14 vorgesehen, welche das Farbartsignal um Zeilen­ oder Vollbilddauer verzögert. Die hierbei notwendige Verzögerungsdauer richtet sich nach der verwendeten Norm und nach der Art des anliegenden Farbartsignals. Bei dem hier anliegenden trägerfrequenten Farbart­ signal Cr würde die Verzögerungsdauer im Falle der PAL-Norm entweder vier Zeilen- oder vier Vollbildperioden und im Falle der NTSC-Norm zwei Zeilen- oder zwei Vollbildperioden betragen. Das am Ausgang der Verzögerungseinrichtung 14 entstehende verzögerte Signal wird dem zweiten Eingang der Subtrahierschaltung 13 zugeführt, mit deren Hilfe von dem verzögerten Signal das an Klemme 1 unverzögerte Signal subtrahiert wird. Der Ausgang der Subtrahier­ schaltung 13 ist über eine Multiplizierschaltung 16 mit dem zweiten Eingang der Addierschaltung 12 verbunden. Diese aus den Schaltungen 12, 13, 14 und 16 bestehende Anordnung wirkt somit als sogen. rekursives Filter, welches die nicht von Laufzeitperiode zu Laufzeit­ periode wiederkehrenden Signalamplituden mittelt und somit reduziert. Am Ausgang 7 ist dann das störsignalverminderte Farbartsignal Cr′ abnehmbar.

Durch einen der Multiplizierschaltung 16 zugeführten Faktor k wird der Grad dieser Mittelung bestimmt. Je mehr sich k dem Wert 1 nähert, desto stärker ist die Wirkung des Filters, umso größer ist also die Zeit, über die die Mittelung erfolgt. Bei unbewegten Bildern ist eine praktisch unbe­ grenzte Störsignalverminderung möglich, wenn eine beliebig lange Integration stattfindet.

Bei bewegten Bildern führt die Integration jedoch zu Unschärfen an Kanten, so daß sie zu vermindern ist, wenn im Bild Bewegungen auftreten. Hierzu ist der Bewegungsdetektor 8, 9 vorgesehen, welchem über Klemme 5 das vom FBAS-Signal mit Hilfe eines Filters abgeleitete Leuchtdichtesignal Y zugeführt wird. Das mit Hilfe des Bewegungsdetektors 8, 9 erzeugte Bewegungssignal wird dann an eine sogenannte k-Formerschaltung 17 angelegt, in welcher je nach Größe der Änderung ein Korrekturfaktor k für den Grad der Störreduzierung erzeugt wird. In der k- Formerschaltung 17 ist außerdem ein Tiefpaß oder eine Bandsperre zur Unterdrückung des Frequenz­ bereiches des Farbartsignals enthalten.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Schaltung wie Fig. 2, nur mit dem Unterschied, daß an den Eingangsklemmen 1′ und 1′′ die Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y vor der Mittelungsschaltung 2′′ anliegen. Demzufolge haben die Verzögerungseinrichtungen 14′ und 14′′ eine von der Verzögerungseinrichtung 14 abweichende Verzögerungszeit, und zwar von Zeilen- oder Voll­ bildperiode sowohl beim PAL- als auch beim NTSC- System. An den Klemmen 7′ und 7′′ sind dann Farbdifferenzsignale R-Y und B-Y mit reduzierter Cross-Color-Störung abnehmbar.

Claims (8)

1. Verfahren zur Verringerung von Störungen durch Übersprechen des Leuchtdichtesignals in den Farbartkanal eines Decoders, dadurch gekennzeichnet, daß im Farbartsignal enthaltene Störsignale ausgemittelt werden, solange keine Änderung der Leuchtdichtesignal- Information in aufeinanderfolgenden festgelegten Periodendauern auftreten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmittelung der Störsignale dann unter­ brochen oder vermindert wird, wenn sich die Leuchtdichte-Information in unmittelbar aufeinander­ folgenden Periodendauern unterscheiden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Leuchtdichtesignal durch Bewegungsdetektion ein Steuersignal abgeleitet wird, welches die Ausmittelung beeinflußt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal tiefpaßgefiltert wird und als Schaltsignal zur Ein- und Ausschaltung einer Tiefpaß-Filterschaltung im Farbartkanal dient.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal tiefpaßgefiltert wird und zur Bildung eines den Grad der Mittelung bestimmenden Korrekturfaktors dient, durch den ein im Farbartkanal angeordnetes rekursives Filter entsprechend beein­ flußt wird.

6. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Farbartkanal die Parallelschaltung einer Tiefpaß- Filterschaltung (3) und eines dementsprechenden Laufzeitgliedes (4) angeordnet ist, deren Ausgänge an die Eingänge der Schaltstrecken eines Umschalters (6) angeschlossen sind, daß im Leuchtdichtekanal ein Bewegungsdetektor (8, 9) vorgesehen ist, dessen Ausgang über ein Tiefpaßfilter (11) mit der Steuerstrecke des Umschalters (6) verbunden ist, und daß am Ausgang (7) des Umschalters das verbesserte Farbartsignal abnehmbar ist.

7. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Farb­ artkanal ein rekursives Filter (2′, 2′′) angeordnet ist, dessen Steuereingang über eine Korrekturfaktor-Erzeugungsschaltung (17) sowie ein Tiefpaßfilter an den Ausgang eines im Leuchtdichtekanal vorgesehenen Bewegungsdetektors (8, 9) angeschlossen ist.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verarbeitung von Farbdifferenzsignalen (R-Y, B-Y) in jedem der beiden Farbdifferenzkanälen je ein rekursives Filter (2′′) angeordnet ist, deren Steuereingänge gemeinsam mit dem Ausgang der Korrekturfaktor-Erzeugungsschaltung (17) verbunden sind.