DE3639733A1 - Anordnung zur verschaerfung vertikaler bildfeinheiten fuer ein video-wiedergabesystem - Google Patents
Anordnung zur verschaerfung vertikaler bildfeinheiten fuer ein video-wiedergabesystemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Maßnahmen zur Steigerung
vertikaler Bildfeinheiten in einem Videosignalprozessor,
dessen verarbeitetes Ausgangssignal dazu verwendet werden
kann, ein Bild in fortlaufender ("progressiver") Abtastung
darzustellen.
In Verarbeitungseinrichtungen für
Videosignale (Videosignalprozessoren) ist es wünschenswert,
das Videosignal so zu modifzieren, daß in einem
wiedergegebenen Bild vertikale Übergänge des Leuchtdichteanteils
ausgeprägter erscheinen. Dies gilt besonders
bei Prozessoren für Farbfernsehsignale, die ein Kammfilter
benutzen, um die Leuchtdichte- und Farbartkomponenten
aus dem zusammengesetzten Videosignal (Videosignalgemisch)
herauszutrennen. Ein mit Zeilenverzögerung arbeitendes
Kammfilter beispielsweise addiert Signale miteinander, die
zwei benachbarte Zeilen darstellen, um ein kammgefiltertes
Leuchtdichtesignal zu erzeugen. Dieser Vorgang ist in seiner
Natur eine Mittelwertbildung, welche die Vertikalauflösung
reduziert.
Vorstehendes gilt auch, wenn ein fortlaufend oder "progressiv"
abgetastetes Bild erzeugt wird. In einem solchen
Fall werden aus den am Videosignalprozessor empfangenen
Signalen, welche die "springenden" Zeilen der verflochtenen
Teilbilder einer im Zeilensprung abgetasteten Aufnahme
darstellen, Signale gebildet, die Zwischenzeilen darstellen.
Ein Verfahren zur Erzeugung eines Signales, das eine
zwischen zwei springenden Zeilen wiederzugebende Zwischenzeile
darstellt, besteht darin, den Mittelwert derjenigen
Signale zu bilden, welche die beiden Nachbarzeilen darstellen,
zwischen denen die Zwischenzeile erscheinen soll. Man
erhält dann eine sogenannte "zeilenprogressive" Abtastung.
In einem videosignalverarbeitenden System, das ein Kammfilter
enthält, kann das die Zwischenzeilen darstellende
Signal das kammgefilterte Leuchtdichtesignal der jeweils
laufenden Bildzeile sein.
Eine übliche Methode zur deutlicheren Hervorhebung vertikaler
Übergänge im Bild (im folgenden auch als "Vertikalverschärfung"
bezeichnet) besteht darin, den Übergang
künstlich größer erscheinen zu lassen. Hierzu wird für
jede Signalflanke, die einen Übergang darstellt, ein gegen
die Flankenrichtung rückausholender Vorschwinger (Unterschwung)
und ein in Flankenrichtung überschießender Nachschwinger
(Überschwung) erzeugt. Das heißt, z. B. direkt
vor einem Übergang von Dunkel nach Hell wird das wiedergegebene
Bild dunkler gemacht, und direkt nach dem Übergang
wird es heller gemacht. In einem Videosignalprozessor
für progressive Abtastung wird diese Verschärfung
sowohl bei den empfangenen Zeilensprung-Signalen als auch
bei den erzeugten, die Zwischenzeilen darstellenden Signalen
durchgeführt.
Es ist bekannt, daß die vertikalen Übergänge in einem
progressiv abgetasteten Bild verschärft werden, wenn man
ein Vertikalverschärfungssignal, das auf der Grundlage
des empfangenen Zeilensprung-Signals erzeugt wird, mit
dem die springenden Zeilen darstellenden empfangenen Signal
addiert und von dem die Zwischenzeilen darstellenden
erzeugten Signal subtrahiert. Ein Beispiel für ein entsprechend
ausgebildetes System ist in der US-Patentschrift
45 58 347 beschrieben. In dieser Patentschrift ist ferner
ausgeführt, daß ein solches System ein gewisses restliches
Flimmern erzeugen kann, wo Übergänge auftreten. Es wird
jedoch der Schluß gezogen, daß die Gesamtwirkung des
Systems subjektiv angenehm sei.
Nun wurde herausgefunden, daß das bei dem System nach der
genannten US-Patentschrift auftretende Restflimmern unter
gewissen Umständen besonders störend ist. Beispielsweise
neigen dargestellte Buchstaben oder andere Zeichen mit
scharf begrenzten horizontalen Linien dazu, am oberen und
unteren Rand zu flimmern, wodurch diese Ränder undeutlich
erscheinen.
Mit dem zunehmenden Gebrauch von Videosignal-
Wiedergabeeinrichtungen als Ausgabegeräte für Computer und
mit der Entwicklung drahtloser Informationssysteme wird
es wünschenswert, das Flimmern zu reduzieren, ohne die
Vertikalverschärfung über Gebühr zu verschlechtern. Besonders
erwünscht ist es, das Flimmern innerhalb der Speichergrenzen
eines für zeilenprogressive Abtastung ausgelegten
Systems zu vermindern.
Gemäß der Erfindung werden in einer Leuchtdichtesignale
empfangenden Vertikalverschärfungseinrichtung (d. h. einer
Einrichtung, die vertikale Bilddetails besser hervorkehrt)
Zwischenraum-Leuchtdichtesignale als Antwort auf die Leuchtdichtesignale
erzeugt. Übergänge in den Leuchtdichtesignalen
und den Zwischenraum-Leuchtdichtesignalen werden dahingehend
modifiziert, daß sie beim Ausschlagen in einer
gegebenen Richtung nur mit Überschwung und beim Ausschlagen
in der entgegengesetzten Richtung nur mit Unterschwung
versehen werden, um vertikalverschärfte Leuchtdichtesignale
und Zwischenraum-Leuchtdichtesignale zu erzeugen.
Ferner sind Maßnahmen getroffen, um die vertikalverschärften
Leuchtdichtesignale und Zwischenraum-Leuchtdichtesignale
in eine derartige Reihenfolge zu bringen, daß ein Signal
erhalten wird, welches ein progressiv abgetastetes Bild
darstellt.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen
anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Videosignalprozessors,
der eine Vertikalverschärfung bringt;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer bekannten Vertikalverschärfungseinrichtung,
die im Videosignalprozessor
nach Fig. 1 verwendet werden kann;
Fig. 3a bis 3j zeigen Wellenformen zur Erläuterung
der Arbeitsweise der in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Anordnungen;
Fig. 4a bis 4c sind Wellenformen zur Erläuterung der
Ursache des Flimmerns in der Vertikalverschärfungseinrichtung
nach den Fig. 1 und 2;
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Vertikalverschärfungseinrichtung;
Fig. 6a bis 6c zeigen Wellenformen, die verdeutlichen,
wie das Flimmern in der Vertikalverschärfungseinrichtung
nach Fig. 5 reduziert wird;
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vertikalverschärfungseinrichtung;
Fig. 8a bis 8c zeigen Wellenformen, die veranschaulichen,
wie das Flimmern in der Vertikalverschärfungseinrichtung
nach Fig. 7 reduziert wird.
Die in Fig. 1 dargestellte Vertikalverschärfungseinrichtung
arbeitet ähnlich, wie es in der oben genannten US-
Patentschrift 45 58 347 beschrieben ist. Gemäß der Zeichnung
wird ein Zeilensprung-Videosignal, das z. B. vorn an
einem herkömmlichen Farbfernsehempfänger (nicht dargestellt)
entnommen wird, ein ein Kammfilter 5 gelegt. Das Kammfilter 5
erzeugt ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal Y und ein
kammgefiltertes Farbartsignal C. Das kammgefilterte Leuchtdichtesignal
Y wird auf einen sogenannten Zwischenzeilenerzeuger
15 und auf einen Eingang eines Addierers 14 gegeben.
Das Ausgangssignal des Addierers 14 wird an einen
Eingang einer Signalvereinigungsschaltung 25 gelegt. Die
Ausgangsgröße der Vereinigungsschaltung 25, die das vertikalverschärfte
Zeilensprungsignal repräsentiert, wird
auf einen Eingang einer Verarbeitungs- und Beschleunigungsschaltung
30 für die Leuchtdichte gegeben. Der Ausgang des
Zwischenzeilenerzeugers 15 ist mit einem Eingang eines Subtrahierschaltung
12 verbunden, deren Ausgangssignal auf einen
Eingang einer Signalvereinigungsschaltung 20 gegeben wird.
Das Ausgangssignal der Vereinigungsschaltung 20, welches
das vertikalverschärfte Zwischenzeilensignal darstellt,
wird einem anderen Eingang der Verarbeitungs- und Beschleunigungsschaltung
30 angelegt.
Das kammgefilterte Farbartsignal C wird auf eine Vertikaldetail-
Extraktionsschaltung 7 gegeben und außerdem an beide
Eingänge einer Verarbeitungs- und Beschleunigungsschaltung
35 für die Farbart gelegt. Das Ausgangssignal der
Vertikaldetail-Extraktionsschaltung 7 wird den jeweils anderen
Eingängen des Addierers 14 und der Subtrahierschaltung
12 angelegt und einer Nichtlinearfunktions-Schaltung
55 zugeführt. Die Ausgänge der Nichtlinearfunktions-Schaltung
55 sind mit anderen Eingängen der Signalvereinigungsschaltungen
20 und 25 verbunden. Die Verarbeitungs- und
Beschleunigungsschaltungen 35 und 30 für die Leuchtdichte
und die Farbart verarbeiten jeweils die ihren Eingängen zugeführten
Signale und ordnen sie in die richtige Reihenfolge,
um ein Signal zu erzeugen, das ein progressiv abgetastetes
Bild darstellt. Die von den letztgenannten Schaltungen
gelieferten Signale könnten z. B. auf ein Bildwiedergabegerät
(nicht dargestellt) gegeben werden, welches
ein progressiv abgetastetes Bild erzeugen könnte. Der Betrieb
der Anordnung nach Fig. 1 wird weiter unten erläutert.
Gemäß der Fig. 2 wird die von der Vertikaldetail-Extraktionsschaltung
7 nach Fig. 1 kommende Vertikaldetailinformation
an die Nichtlinearfunktions-Schaltung 55 gelegt.
Diese Schaltung 55 erzeugt ein "Vertikalverschärfungssignal",
d. h. ein Signal, welches vertikale Bilddetails steigert.
Eine hierfür geeignete nichtlineare Funktion besteht
darin, Signale niedriger Amplitude herauszuschneiden (sogenanntes
"Entkernen"), Signale mittlerer Amplitude anzuheben
und Signale hoher Amplitude zu beschneiden (sogenanntes
"Schälen"). Ein Beispiel für eine solche Funktion ist
in der US-Patentschrift 42 45 237 beschrieben.
Das Vertikalverschärfungssignal von der Nichtlinearfunktions-
Schaltung 55 wird einem Eingang eines Addierers 40
und einem Eingang einer Subtrahierschaltung 45 zugeführt.
Das vom Addierer 14 (Fig. 1) gelieferte Signal Y il , das
ein kammgefiltertes Zeilensprung-Leuchtdichtesignal mit
wiederhergestellten Vertikaldetails ist, wird an einen
anderen Eingang des Addierers 40 gelegt. Die Ausgangsgröße
des Addierers 40 ist das vertikalverschärfte Zeilensprung-
Leuchtdichtesignal. Das von der Subtrahierschaltung 12
(Fig. 1) kommende Signal Y is , das ein kammgefiltertes
Zwischenzeilen-Leuchtdichtesignal mit wiederhergestellten
Vertikaldetails ist, wird an den anderen Eingang der Subtrahierschaltung
45 gelegt. Die Ausgangsgröße der Subtrahierschaltung
45 ist das vertikalverschärfte kammgefilterte
Zwischenzeilen-Leuchtdichtesignal. Die beiden genannten vertikalverschärften
kammgefilterten Leuchtdichtesignale werden
auf die Verarbeitungs- und Beschleunigungsschaltung 30
der Fig. 1 gegeben.
Die Arbeitsweise der bekannten Vertikalverschärfungseinrichtung
nach den Fig. 1 und 2 läßt sich besser verstehen,
wenn man die in Fig. 3 gezeigten Wellenformen betrachtet.
Die Wellenform a zeigt die Helligkeitsinformation einer
Szene entlang einer Linie vom oberen zum unteren Rand
des wiedergegebenen Bildes. Die Szene ist oben dunkelgrau,
in der Mitte hellgrau und unten wieder dunkelgrau. Die
Wellenform b ist der Signalpegel des Zeilensprung-Leuchtdichtesignals
der ungeradzahlig numerierten Teilbilder
für die ungeradzahlig numerierten Zeilen der gesendeten
Szene und stellt das Signal am Eingang des Kammfilters 5
der Fig. 1 dar.
Die Wellenform c ist das Leuchtdichte-Ausgangssignal des
Kammfilters 5 der Fig. 1. Das Kammfilter-Ausgangssignal
für eine gegebene Zeile ist der Mittelwert (d. h. die
Hälfte der Summe) der augenblicklichen oder (laufenden)
und der vorangehenden gesendeten Zeile. Die Wellenform
d stellt das Vertikaldetailsignal vom Ausgang der Vertikaldetail-
Extraktionsschaltung 7 der Fig. 1 dar; es
ist die Hälfte der Differenz zwischen der laufenden und
der vorhergehenden Zeile. Die Wellenform e ist das Zeilensprung-
Leuchtdichtesignal Y il mit wiederhergestellten
Vertikaldetails, wie es am Ausgang des Addierers 14 erscheint;
dieses Signal ist die Summe des kammgefilterten
Leuchtdichtesignals gemäß der Wellenform c und des Vertikaldetailsignals
gemäß der Wellenform d. Dieses wiederhergestellte
Leuchtdichtesignal entspricht ziemlich genau
dem mit der Wellenform b gezeigten gesendeten Leuchtdichtesignal.
Die Wellenform f ist das Zwischenzeilen-Leuchtdichtesignal,
wie es vom Zwischenzeilenerzeuger 15 der Fig. 1 erzeugt
wird. Diese Zeilen sind der Mittelwert des laufenden
und des jeweils vorhergehenden Exemplars der "springenden"
Zeilen (d. h. der Zeilensprung oder Teilbild-Zeilen)
und liegen zeitlich so, daß sie in den Zwischenräumen zwischen
den beiden gemittelten Zeilen wiedergegeben werden
(d. h. an den Positionen der geradzahlig numerierten Zeilen).
Die Wellenform g ist das Zwischenzeilen-Leuchtdichtesignal
in einer wiederhergestellten Form, entstanden durch
die Subtraktion des Vertikaldetailsignals gemäß der Wellenform
d vom erzeugten Zwischenzeilen-Signal; es ist das
Ausgangssignal Y is der Subtrahierschaltung 12 der Fig. 1.
Die beiden wiederhergestellten Signale geben ziemlich genau
die Helligkeit der gesendeten Szene wieder. Wie weiter
oben ausgeführt, ist es jedoch erwünscht, die vertikalen
Übergänge besser hervorzuheben, d. h. zu "verschärfen".
Die in Fig. 2 dargestellte Vertikalverschärfungseinrichtung
arbeitet in der nachstehend beschriebenen Weise, um
die Übergänge hervorzuheben. Für die Beschreibung sei angenommen,
daß die Nichtlinearfunktions-Schaltung 55 in
diesem Fall dieses spezielle Vertikaldetailsignal ohne
Änderung durchläßt. Die Wellenform h ist die Summe des
wiederhergestellten Zeilensprung-Leuchtdichtesignals gemäß
der Wellenform c und des Vertikaldetailsignals gemäß
der Wellenform d; sie erscheint am Ausgang des Addierers
40 der Fig. 2. Dies führt zu einem höheren Leuchtdichtesignal
für die Zeile Nr. 5 und zu einem niedrigeren Leuchtdichtesignal
für die Zeile Nr. 11. Die Wellenform i ist das
wiederhergestellte Zwischenzeilen-Leuchtdichtesignal gemäß
der Wellenform f minus dem Vertikaldetailsignal gemäß der
Wellenform d; sie erscheint am Ausgang der Subtrahierschaltung
45 der Fig. 2. Dies führt zu einem niedrigeren Leuchtdichtesignal
für die Zeile Nr. 4 und einem höheren Leuchtdichtesignal
für die Zeile Nr. 10. Die Wellenform j ist
das "verschärfte" Progressivabtastungssignal für das ungerade
Teilbild, welches die Szenenhelligkeit gemäß der
Wellenform a darstellt. Ein ähnliches verschärftes Progressivabtastungssignal
kann auch für das gerade Teilbild
erzeugt werden.
Die Fig. 4 veranschaulicht die Ursache des Flimmerns, wie
es der Vertikalverschärfungseinrichtung nach Fig. 2 eigen
ist. Die Wellenform a ist das verschärfte Progressivabtastungssignal
für das ungerade Teilbild und entspricht
der Wellenform j der Fig. 3. Die Wellenform b ist das verschärfte
Progressivabtastungssignal für das gerade Teilbild,
das in der gleichen Weise wie für das ungerade Teilbild
erzeugt wird, jedoch um eine Bildzeile versetzt ist.
Die Wellenform c zeigt die Überlagerung des verschärften
Progressivabtastungssignals des geraden Teilbildes (durchgezogene
Kurve) mit dem verschärften Progressivabtastungssignal
des ungeraden Teilbildes (gestrichelte Kurve).
Man erkennt, daß das Signal bei den Zeilen Nr. 5 und Nr. 11
jeweils von einem Teilbild zum anderen zwischen Hell und
dunkel wechselt. Infolgedessen flimmert die oberste und
die unterste Zeile des hellgrauen Teils des wiedergegebenen
Bildes mit Teilbildfrequenz zwischen Hell und Dunkel,
wodurch der obere und der untere Rand dieses Bildteils
undeutlich und störend erscheint.
Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Vertikalverschärfungseinrichtung,
die dieses störende Flimmern gemäß
der vorliegenden Erfindung reduziert. In Fig. 5 sind
Elemente, die Elementen in den Fig. 1 und 2 gleichen,
mit denselben Bezugszahlen wie dort bezeichnet; sie arbeiten
in der gleichen Weise wie im Falle der Fig. 1
und 2 und brauchen deswegen nicht näher beschrieben zu
werden. In der Anordnung nach Fig. 5 wird das Ausgangssignal
der Nichtlinearfunktions-Schaltung 55, also das
Vertikalverschärfungssignal, auf eine Absolutwertschaltung
60 gegeben. Das Ausgangssignal der Absolutwertschaltung
60 wird an jeweils einen Eingang zweier Addierer 40
und 62 gelegt. Das in seinen Vertikaldetails wiederhergestellte
Zeilensprungsignal Y il vom Addierer 14 wird
auf einen anderen Eingang des Addierers 40 gegeben. Das
hinsichtlich der Vertikaldetails wiederhergestellte Zwischenzeilensignal
Y is von der Subtrahierschaltung 12 wird
an den anderen Eingang des Addierers 62 gelegt. Die Ausgangssignale
der Addierer 40 und 62 werden auf die Verarbeitungs-
und Beschleunigungsschaltung 30 für die Leuchtdichte
gegeben.
Im Betrieb kombiniert die Vertikalverschärfungseinrichtung
nach Fig. 5 die Signale, deren Wellenformen in Fig. 3
dargestellt sind, in einer anderen Weise als es die
Ausführungsform nach Fig. 2 tut. Im Falle der Fig. 5 wird
der Absolutwert des Vertikaldetailsignals gemäß der Wellenform
d zu dem wiederhergestellten Zeilensprung-Leuchtdichtesignal
Y il der Wellenform e addiert, um ein verschärftes
Zeilensprung-Leuchtdichtesignal zu bilden. Dieses
Signal ist mit den durchgezogenen vertikalen Linien
in den Wellenformen a und b der Fig. 6 gezeigt.
Der Absolutwert des mit der Wellenform d in Fig. 3 dargestellten
Vertikaldetailsignals wird mit dem hinsichtlich
der Vertikaldetails wiederhergestellten Zwischenzeilen-
Leuchtdichtesignal Y is (Wellenform g in Fig. 3)
addiert, um ein verschärftes Zwischenzeilen-Leuchtdichtesignal
zu bilden. Dieses Signal ist mit den gestrichelten
vertikalen Linien in den Wellenformen a und b der Fig. 6
gezeigt.
Der "Unterschwung" wie er bei der bekannten Vertikalverschärfungseinrichtung
nach den Fig. 1 und 2 erzeugt
wird, erscheint nur gedämpft in der Zeile Nr. 4 der Wellenform
a und in der Zeile Nr. 5 der Wellenform b der Fig. 6.
Ebenso erscheint der Rückflanken-Nachschwinger gedämpft
in der Zeile Nr. 11 der Wellenform a und in der Zeile Nr.
12 der Wellenform b. Die Wellenform c der Fig. 6 zeigt
die Überlagerung der vertikalverschärften Leuchtdichtesignale
für das ungerade Teilbild gemäß der Wellenform
a (durchgezogene Linie) und für das ungerade Teilbild gemäß
der Wellenform b (gestrichelte Linie). Das Flimmern in
den Zeilen Nr. 5 und Nr. 11 ist hier viel geringer als
das in der Wellenform c der Fig. 4 dargestellte Flimmern.
Andererseits werden bei der Ausführungsform nach Fig. 5
für die Übergänge von Dunkel nach Hell und von Hell nach
Dunkel jeweils zwei Zeilen benötigt, wehrend die bekannte
Schaltung nach Fig. 2 hierzu nur eine Zeile braucht.
Die Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform einer Vertikalverschärfungseinrichtung,
die das störende Flimmern
gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert. Gleiche Elemente
wie in den Fig. 1 und 2 sind in Fig. 7 mit denselben
Bezugszahlen bezeichnet und arbeiten in der gleichen
Weise, so daß sich nicht noch einmal näher beschrieben
zu werden brauchen. In der Anordnung nach Fig. 7 wird
das Ausgangssignal der Nichtlinearfunktions-Schaltung 55
auf einen Eingang eines Addierers 40 und einen Eingang
einer Subtrahierschaltung 45 gegeben. Das wiederhergestellte
Zeilensprung-Leuchtdichtesignal Y il vom Addierer 14
wird an den anderen Eingang des Addierers 40 gelegt. Das
wiederhergestellte Zwischenzeilen-Leuchtdichtesignal Y is
von der Subtrahierschaltung 12 wird an den anderen Eingang
der Subtrahierschaltung 45 gelegt.
Das Ausgangssignal des Addierers 40 wird auf einen Eingang
eines maximierenden, nicht-additiven Mischers 65 gegeben.
Das wiederhergestellte Zeilensprung-Leuchtdichtesignal
Y il vom Addierer 14 wird an den anderen Eingang dieses
Mischers 65 gelegt. Der maximierende, nicht-additive Mischer
arbeitet so, daß er das jeweils größere seiner beiden
Eingangssignale durchläßt. Das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung
45 wird an einen Eingang eines maximierenden
nicht-additiven Mischers 70 gelegt, der an einem
zweiten Eingang das wiederhergestellte Zwischenzeilen-
Leuchtdichtesignal Y is von der Subtrahierschaltung 12 empfängt.
Die Ausgangssignale der beiden maximierenden nicht-
additiven Mischer 65 und 70 werden der Verarbeitungs- und
Beschleunigungsschaltung 30 für die Leuchtdichte zugeführt.
Im Betrieb gibt also der maximierende, nicht-additive Mischer
65 entweder das wiederhergestellte Zeilensprung-
Leuchtdichtesignal gemäß der Wellenform e der Fig. 3 oder
das verschärfte Zeilensprungsignal gemäß der Wellenform h
weiter, je nachdem, welches dieser beiden Signale das
größere ist. Dies ist mit den durchgezogenen vertikalen
Linien in den Wellenformen a und b der Fig. 8 dargestellt.
Der maximierende nicht-additive Mischer 70 gibt entweder
das wiederhergestellte Zwischenzeilen-Leuchtdichtesignal
gemäß der Wellenform g der Fig. 3 oder das verschärfte
Zwischenzeilen-Leuchtdichtesignal gemäß der Wellenform i
weiter, je nachdem, welches dieser beiden Signale das
größere ist. Dies ist mit den gestrichelten vertikalen
Linien in den Wellenformen und b der Fig. 8 dargestellt.
Die Wellenform c der Fig. 8 zeigt die Überlagerung der
Wellenformen a und b, die das vertikalverschärfte Signal
für das ungerade Teilbild bzw. das gerade Teilbild darstellen.
Der Unterschwung erscheint in der Zeile Nr. 4
der Wellenform a und in der Zeile Nr. 5 der Wellenform b
gedämpft im Vergleich zu den Signalen, wie sie von der
bekannten Vertikalverschärfungseinrichtung nach den Fig. 1
und 2 erzeugt werden. Außerdem ist der Rückflanken-
Nachschwinger in der Zeile Nr. 11 der Wellenform a und
in der Zeile Nr. 12 der Wellenform b gedämpft. Das Flimmern
an den Zeilen Nr. 5 und Nr. 11 ist im Falle der Ausführungsform
nach Fig. 7 stärker als bei der Ausführungsform
nach Fig. 5, es ist jedoch immer noch geringer als
bei der bekannten Vertikalverschärfungseinrichtung nach
Fig. 2. Die Übergänge von Dunkel nach Hell und von Hell
nach Dunkel benötigen bei der Ausführungsform nach Fig. 7
aber nur eine Zeile, genauso wie bei der bekannten Vertikalverschärfungseinrichtung.
Sowohl bei der Ausführungsform nach Fig. 5 als auch bei
der Ausführungsform nach Fig. 7 ist das Flimmern geringer
als beim Stand der Technik. Somit werden Buchstaben usw.
mit schärferen oberen und unteren Rändern wiedergegeben.
Außerdem wird bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5
und 7 nicht mehr Speicheraufwand benötigt, als es zur
Realisierung eines zeilenprogressiv abtastenden Systems
erforderlich ist.
Vorstehend wurden Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung
mit einem Videoverarbeitungssystem beschrieben,
das ein Zeilenverzögerungs-Kammfilter benutzt, um die
Leuchtdichte- und Farbartkomponenten aus dem Videosignalgemisch
abzutrennen. Eine erfindungsgemäße Vertikalverschärfungseinrichtung
kann jedoch in der gewünschten Weise
immer auf Luchtdichtekomponenten einwirken, egal,
durch welche Mittel diese Komponenten abgetrennt wurden.
Außerdem arbeitet die erfindungsgemäße Vertikalverschärfungseinrichtung
in gewünschter Weise in Videosignalprozessoren
sowohl der NTSC-Fernsehnorm aus auch der PAL-
oder der SECAM-Norm.
Die vorliegende Erfindung kann für kontinuierliche Analogsignale
ausgelegt werden oder für Signale, die in Form
einzelner Abfrageproben erscheinen. Im Falle abgefragter
Signale kann die Erfindung in Analogtechnik oder in Digitaltechnik
realisiert werden.
Claims (11)
1. Schaltungsanordnung zur Verarbeitung empfangener
Leuchtdichtesignale im Sinne einer Verschärfung vertikaler
Bildfeinheiten, mit folgenden Teilen:
einer Erscheinungseinrichtung zur Erzeugung von Zwischenraum- Leuchtdichtesignalen, die aus den besagten Leuchtdichtesignalen abgeleitet sind;
einer Modifizierungseinrichtung, welche Übergänge in den besagten Leuchtdichtesignalen und in den Zwischenraum- Leuchtdichtesignalen derart modifiziert, daß vertikalverschärfte Leuchtdichtesignale und Zwischenraum- Leuchtdichtesignale erhalten werden;
einer Einrichtung zum Ordnen der vertikalverschärften Leuchtdichtesignale und Zwischenraum-Leuchtdichtesignale in eine derartige Reihenfolge, daß ein Ausgangssignal gebildet wird, welches ein progressiv abgetastetes Bild darstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Modifizierungseinrichtung (7, 60, 40, 62) die vertikalverschärften Signale erzeugt, indem sie Übergängen, die in einem gegebenen Sinne gerichtet sind, nur einen überschießenden Nachschwinger (Überschwung) mitteilt und Übergängen, die im entgegengesetzten Sinne gerichtet sind, nur einen ausholenden Vorschwinger (Unterschwung) mitteilt.
einer Erscheinungseinrichtung zur Erzeugung von Zwischenraum- Leuchtdichtesignalen, die aus den besagten Leuchtdichtesignalen abgeleitet sind;
einer Modifizierungseinrichtung, welche Übergänge in den besagten Leuchtdichtesignalen und in den Zwischenraum- Leuchtdichtesignalen derart modifiziert, daß vertikalverschärfte Leuchtdichtesignale und Zwischenraum- Leuchtdichtesignale erhalten werden;
einer Einrichtung zum Ordnen der vertikalverschärften Leuchtdichtesignale und Zwischenraum-Leuchtdichtesignale in eine derartige Reihenfolge, daß ein Ausgangssignal gebildet wird, welches ein progressiv abgetastetes Bild darstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Modifizierungseinrichtung (7, 60, 40, 62) die vertikalverschärften Signale erzeugt, indem sie Übergängen, die in einem gegebenen Sinne gerichtet sind, nur einen überschießenden Nachschwinger (Überschwung) mitteilt und Übergängen, die im entgegengesetzten Sinne gerichtet sind, nur einen ausholenden Vorschwinger (Unterschwung) mitteilt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Modifizierungseinrichtung folgendes
aufweist:
eine Einrichtung (7, 55, 60) zur Erzeugung eines Vertikalverschärfungssignals;
eine Einrichtung (40, 62) zur Vereinigung des Vertikalverschärfungssignals zum einen mit den Leuchtdichtesignalen und zum anderen mit den Zwischenraum- Leuchtdichtesignalen.
eine Einrichtung (7, 55, 60) zur Erzeugung eines Vertikalverschärfungssignals;
eine Einrichtung (40, 62) zur Vereinigung des Vertikalverschärfungssignals zum einen mit den Leuchtdichtesignalen und zum anderen mit den Zwischenraum- Leuchtdichtesignalen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, die zusammengesetzte
Leuchtdichte- und Farbartsignale empfängt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung
des Vertikalverschärfungssignals folgendes aufweist:
eine Quelle (5) von unter Zeilenverzögerung kammgefilterten Farbartsignalen (C);
eine Vertikaldetail-Extraktionsschaltung (7), die auf die kammgefilterten Farbartsignale anspricht, um ein Vertikaldetailsignal zu extrahieren;
eine Einrichtung (60) die den Absolutwert des Vertikaldetailsignals als Vertikalverschärfungssignal erzeugt.
eine Quelle (5) von unter Zeilenverzögerung kammgefilterten Farbartsignalen (C);
eine Vertikaldetail-Extraktionsschaltung (7), die auf die kammgefilterten Farbartsignale anspricht, um ein Vertikaldetailsignal zu extrahieren;
eine Einrichtung (60) die den Absolutwert des Vertikaldetailsignals als Vertikalverschärfungssignal erzeugt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Erzeugung des Vertikalverschärfungssignals
ferner eine Schaltung (55)
mit nichtlinearer Funktion enthält, die zwischen der
Vertikaldetail-Extraktionsschaltung (7) und der den
Absolutwert erzeugenden Einrichtung (60) angeordnet
ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die vereinigende Einrichtung
eine Einrichtung (40, 62) enthält, die das Vertikalschärfungssignal
mit den Leuchtdichtesignalen
und mit den Zwischenraum-Leuchtdichtesignalen addiert,
um die vertikalverschärften Leuchtdichtesignale und
Zwischenraum-Leuchtdichtesignale zu erzeugen.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die vereinigende Einrichtung folgendes
aufweist:
eine Einrichtung (40) zur Addition des Vertikalverschärfungssignals mit den Leuchtdichtesignalen;
eine Einrichtung (45) zur Subtraktion des Vertikalverschärfungssignals von den Zwischenraum-Leuchtdichtesignalen;
einen ersten maximierenden nicht-additiven Mischer (65), der entweder die Leuchtdichtesignale oder die Ausgangssignale der Additionseinrichtung (40) als vertikalverschärfte Leuchtdichtesignale durchläßt, je nachdem, welches dieser Signale das jeweils größere ist;
einen zweiten maximierenden nicht-additiven Mischer (70), der entweder die Zwischenraum-Leuchtdichtesignale oder die Ausgangssignale der Substraktionseinrichtung (45) als vertikalverschärfte Zwischenraum-Leuchtdichtesignale durchläßt, je nachdem, welches dieser Signale das jeweils größere ist.
eine Einrichtung (40) zur Addition des Vertikalverschärfungssignals mit den Leuchtdichtesignalen;
eine Einrichtung (45) zur Subtraktion des Vertikalverschärfungssignals von den Zwischenraum-Leuchtdichtesignalen;
einen ersten maximierenden nicht-additiven Mischer (65), der entweder die Leuchtdichtesignale oder die Ausgangssignale der Additionseinrichtung (40) als vertikalverschärfte Leuchtdichtesignale durchläßt, je nachdem, welches dieser Signale das jeweils größere ist;
einen zweiten maximierenden nicht-additiven Mischer (70), der entweder die Zwischenraum-Leuchtdichtesignale oder die Ausgangssignale der Substraktionseinrichtung (45) als vertikalverschärfte Zwischenraum-Leuchtdichtesignale durchläßt, je nachdem, welches dieser Signale das jeweils größere ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, die zusammengesetzte
Farbart- und Leuchtdichtesignale empfängt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung
des Vertikalverschärfungssignals folgendes aufweist:
eine Quelle (5) zur Lieferung von unter Zeilenverzögerung kammgefilterten Farbartsignalen (C);
eine Vertikaldetail-Extraktionsschaltung (7), die auf die kammgefilterten Farbartsignale anspricht, um ein Vertikaldetailsignal zu extrahieren.
eine Quelle (5) zur Lieferung von unter Zeilenverzögerung kammgefilterten Farbartsignalen (C);
eine Vertikaldetail-Extraktionsschaltung (7), die auf die kammgefilterten Farbartsignale anspricht, um ein Vertikaldetailsignal zu extrahieren.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Erzeugung des Vertikalverschärfungssignals
ferner eine Schaltung (55)
mit nichtlinearer Funktion enthält, die auf das Vertikaldetailsignal
anspricht, um das Vertikalverschärfungssignal
zu erzeugen.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine
Einrichtung (7, 14, 12) enthält, welche die Vertikaldetails
in den Leuchtdichtesignalen und in den Zwischenraum-
Leuchtdichtesignalen vor der Vertikalverschärfung
dieser Signale wiederherstellt.
10. Schaltungsanordnung zur Verarbeitung eines empfangenen
Zeilensprung-Videosignalgemischs im Sinne einer Verschärfung
vertikaler Bildfeinheiten, gekennzeichnet
durch die Kombination folgender
Teile:
ein mit Zeilenvergrößerung arbeitendes Kammfilter (5), das kammgefilterte Zeilensprung-Leuchtdichtesignale (Y) und kammgefilterte Zeilensprung-Farbartsignale (C) liefert;
eine Erzeugungseinrichtung (15), die aus den Zeilensprung- Leuchtdichtesignalen (Y) Zwischenraum-Leuchtdichtesignale erzeugt;
eine Vertikaldetail-Extraktionsschaltung (7), die auf die kammgefilterten Farbartsignale (C) anspricht, um ein Vertikaldetailsignal zu erzeugen;
ein erster Addierer (14) zur Addition des Vertikaldetailsignals mit den Zeilensprung-Leuchtdichtesignalen (Y), um Zeilensprung-Leuchtdichtesignale (Y il ) mit wiederhergestellten Vertikaldetails zu erzeugen;
eine Subtrahierschaltung (12) zur Subtraktion des Vertikaldetailsignals von den Zwischenraum-Leuchtdichtesignalen, um Zwischenraum-Leuchtdichtesignale (Y is ) mit wiederhergestellten Vertikaldetails zu erzeugen;
eine Schaltung (55) mit nichtlinearer Funktion, die auf das Vertikaldetailsignal anspricht;
eine Absolutwertschaltung (60), die auf das Ausgangssignal der Nichtlinearfunktions-Schaltung (55) anspricht, um ein Vertikalverschärfungssignal zu erzeugen;
ein zweiter Addierer (40) zur Addition des Vertikalverschärfungssignals mit den die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltenden Zeilensprung-Leuchtdichtesignalen (Y il ), um vertikalverschärfte Zeilensprung- Leuchtdichtesignale zu erzeugen;
ein dritter Addierer (62) zur Addition des Vertikalverschärfungssignals mit den die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltenden Zwischenraum- Leuchtdichtesignalen (Y is ), um vertikalverschärfte Zwischenraum-Leuchtdichtesignale zu erzeugen;
ein Leuchtdichtesignalprozessor (30) zum Ordnen der vertikalverschärften Zeilensprung- und Zwischenraum- Leuchtdichtesignale in eine derartige Reihenfolge, daß ein Leuchtdichtesignal entsteht, welches die Leuchtdichtekomponente eines progressiv abgetasteten Bildes darstellt;
ein Farbsignalprozessor (35) zur Ausgabe der kammgefilterten Farbartsignale (C) in einer derartigen Folge, daß ein Farbartsignal entsteht, welches die Farbartkomponente eines progressiv abgetasteten Bildes darstellt.
ein mit Zeilenvergrößerung arbeitendes Kammfilter (5), das kammgefilterte Zeilensprung-Leuchtdichtesignale (Y) und kammgefilterte Zeilensprung-Farbartsignale (C) liefert;
eine Erzeugungseinrichtung (15), die aus den Zeilensprung- Leuchtdichtesignalen (Y) Zwischenraum-Leuchtdichtesignale erzeugt;
eine Vertikaldetail-Extraktionsschaltung (7), die auf die kammgefilterten Farbartsignale (C) anspricht, um ein Vertikaldetailsignal zu erzeugen;
ein erster Addierer (14) zur Addition des Vertikaldetailsignals mit den Zeilensprung-Leuchtdichtesignalen (Y), um Zeilensprung-Leuchtdichtesignale (Y il ) mit wiederhergestellten Vertikaldetails zu erzeugen;
eine Subtrahierschaltung (12) zur Subtraktion des Vertikaldetailsignals von den Zwischenraum-Leuchtdichtesignalen, um Zwischenraum-Leuchtdichtesignale (Y is ) mit wiederhergestellten Vertikaldetails zu erzeugen;
eine Schaltung (55) mit nichtlinearer Funktion, die auf das Vertikaldetailsignal anspricht;
eine Absolutwertschaltung (60), die auf das Ausgangssignal der Nichtlinearfunktions-Schaltung (55) anspricht, um ein Vertikalverschärfungssignal zu erzeugen;
ein zweiter Addierer (40) zur Addition des Vertikalverschärfungssignals mit den die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltenden Zeilensprung-Leuchtdichtesignalen (Y il ), um vertikalverschärfte Zeilensprung- Leuchtdichtesignale zu erzeugen;
ein dritter Addierer (62) zur Addition des Vertikalverschärfungssignals mit den die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltenden Zwischenraum- Leuchtdichtesignalen (Y is ), um vertikalverschärfte Zwischenraum-Leuchtdichtesignale zu erzeugen;
ein Leuchtdichtesignalprozessor (30) zum Ordnen der vertikalverschärften Zeilensprung- und Zwischenraum- Leuchtdichtesignale in eine derartige Reihenfolge, daß ein Leuchtdichtesignal entsteht, welches die Leuchtdichtekomponente eines progressiv abgetasteten Bildes darstellt;
ein Farbsignalprozessor (35) zur Ausgabe der kammgefilterten Farbartsignale (C) in einer derartigen Folge, daß ein Farbartsignal entsteht, welches die Farbartkomponente eines progressiv abgetasteten Bildes darstellt.
11. Schaltungsanordnung zur Verarbeitung eines empfangenen
Zeilensprung-Videosignalgemischs im Sinne einer
Verschärfung vertikaler Bildfeinheiten, gekennzeichnet
durch die Kombination folgender Teile:
ein mit Zeilenverzögerung arbeitendes Kammfilter (15), das ein kammgefiltertes Zeilensprung-Leuchtdichtesignal (Y) und ein kammgefiltertes Zeilensprung-Farbartsignal (C) liefert;
eine Erzeugungseinrichtung (15), die aus den Zeilensprung- Leuchtdichtesignalen Zwischenraum-leuchtdichtesignale erzeugt;
eine Vertikaldetail-Extraktionsschaltung (7), die auf das kammgefilterte Farbartsignal (C) anspricht, um ein Vertikaldetailsignal zu erzeugen;
ein erster Addierer (14) zur Addition des Vertikaldetailsignals mit dem Zeilensprung-Leuchtdichtesignal (Y) um ein Zeilensprung-Leuchtdichtesignal mit wiederhergestellten Vertikaldetails zu erzeugen;
eine erste Subtraktionsschaltung (12) zur Subtraktion des Vertikaldetailsignals vom Zwischenraum-Leuchtdichtesignal, um ein Zwischenraum-Leuchtdichtesignal mit wiederhergestellten Vertikaldetails zu erzeugen;
eine Schaltung (55) mit nichtlinearer Funktion, die auf das Vertikaldetailsignal anspricht, um ein Vertikalverschärfungssignal zu erzeugen;
ein zweiter Addierer (40) zur Addition des Vertikalverschärfungssignals mit dem die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltenden Zeilensprung- Leuchtdichtesignal;
eine zweite Subtrahierschaltung (45) zur Subtraktion des Vertikalverschärfungssignals von dem die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltenden Zwischenraum- Leuchtdichtesignale;
ein erster maximierender nicht-additiver Mischer (65), der zur Erzeugung eines vertikalverschärften Zeilensprung-Leuchtdichtesignals entweder das die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltende Zeilensprung- Leuchtdichtesignal oder das Ausgangssignal des zweiten Addierers durchläßt, je nachdem, welches dieser Signale das jeweils größere ist;
ein zweiter maximierender nicht-additiver Mischer (50), der zur Erzeugung eines vertikalverschärften Zwischenraum-Leuchtdichtesignals entweder das die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltende Zwischenraum- Leuchtdichtesignal oder das Ausgangssignal der zweiten Subtrahierschaltung (45) durchläßt, je nachdem, welches dieser Signale das jeweils größere ist;
ein Leuchtdichtesignalprozessor (35) zum Ordnen der vertikalverschärften Zeilensprung- und Zwischenraum- Leuchtdichtesignale in eine derartige Reihenfolge, daß ein Leuchtdichtesignal entsteht, welches ein progressiv abgetastetes Bild darstellt;
ein Farbartsignalprozessor (35) zur Ausgabe des kammgefilterten Farbartsignals in einer derartigen Folge, daß ein Farbartsignal ensteht, welches ein progressiv abgetastetes Bild darstellt.
ein mit Zeilenverzögerung arbeitendes Kammfilter (15), das ein kammgefiltertes Zeilensprung-Leuchtdichtesignal (Y) und ein kammgefiltertes Zeilensprung-Farbartsignal (C) liefert;
eine Erzeugungseinrichtung (15), die aus den Zeilensprung- Leuchtdichtesignalen Zwischenraum-leuchtdichtesignale erzeugt;
eine Vertikaldetail-Extraktionsschaltung (7), die auf das kammgefilterte Farbartsignal (C) anspricht, um ein Vertikaldetailsignal zu erzeugen;
ein erster Addierer (14) zur Addition des Vertikaldetailsignals mit dem Zeilensprung-Leuchtdichtesignal (Y) um ein Zeilensprung-Leuchtdichtesignal mit wiederhergestellten Vertikaldetails zu erzeugen;
eine erste Subtraktionsschaltung (12) zur Subtraktion des Vertikaldetailsignals vom Zwischenraum-Leuchtdichtesignal, um ein Zwischenraum-Leuchtdichtesignal mit wiederhergestellten Vertikaldetails zu erzeugen;
eine Schaltung (55) mit nichtlinearer Funktion, die auf das Vertikaldetailsignal anspricht, um ein Vertikalverschärfungssignal zu erzeugen;
ein zweiter Addierer (40) zur Addition des Vertikalverschärfungssignals mit dem die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltenden Zeilensprung- Leuchtdichtesignal;
eine zweite Subtrahierschaltung (45) zur Subtraktion des Vertikalverschärfungssignals von dem die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltenden Zwischenraum- Leuchtdichtesignale;
ein erster maximierender nicht-additiver Mischer (65), der zur Erzeugung eines vertikalverschärften Zeilensprung-Leuchtdichtesignals entweder das die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltende Zeilensprung- Leuchtdichtesignal oder das Ausgangssignal des zweiten Addierers durchläßt, je nachdem, welches dieser Signale das jeweils größere ist;
ein zweiter maximierender nicht-additiver Mischer (50), der zur Erzeugung eines vertikalverschärften Zwischenraum-Leuchtdichtesignals entweder das die wiederhergestellten Vertikaldetails enthaltende Zwischenraum- Leuchtdichtesignal oder das Ausgangssignal der zweiten Subtrahierschaltung (45) durchläßt, je nachdem, welches dieser Signale das jeweils größere ist;
ein Leuchtdichtesignalprozessor (35) zum Ordnen der vertikalverschärften Zeilensprung- und Zwischenraum- Leuchtdichtesignale in eine derartige Reihenfolge, daß ein Leuchtdichtesignal entsteht, welches ein progressiv abgetastetes Bild darstellt;
ein Farbartsignalprozessor (35) zur Ausgabe des kammgefilterten Farbartsignals in einer derartigen Folge, daß ein Farbartsignal ensteht, welches ein progressiv abgetastetes Bild darstellt.
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