DE3842927A1 - Verfahren zum abspeichern von farbfernsehsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abspeichern von Farb­ fernsehsignalen in einen digitalen Speicher nach einer Trennung des Farbfernsehsignals in die Helligkeitsinformation und in die Farbinformation.

Bei der Abspeicherung von Farbfernsehsignalen ist es bekannt, daß der Farbsignalanteil z.B. bei Fernsehsignalen der PAL- oder NTSC-Norm in die Komponenten U und V decodiert wird. Die deco­ dierten Signalkomponenten für Helligkeit und Farbe U und V werden daraufhin digitalisiert und in dem Speicher abgespei­ chert. Nach dem Auslesen aus dem Speicher müssen die Farbsigna­ le wieder kodiert werden. Dies bedeutet einen zusätzlichen Schaltungsaufwand durch die Verwendung eines Decoders und eines Coders sowie für jede Farbsignalkomponente je eines Analog-Di­ gital- sowie Digital-Analog-Wandlers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen kostenintensi­ ven Schaltungsaufwand, der zudem noch mit zusätzlichen Abgleich­ arbeiten und eventuellen Fehlabgleichen sowie mit Qualitätsver­ lusten durch die zweimalige Umsetzung verbunden ist, zu redu­ zieren.

Nachstehend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt das Prinzip des Verfahrens

Fig. 2 zeigt die Erfindung am Beispiel der Verarbeitung eines PAL- oder NTSC-Signals

Fig. 3 zeigt einen detaillierten Ausschnitt der Fig. 2 und

Fig. 4 zeigt die Erfindung am Beispiel der Verarbeitung eines SECAM-Signals.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung zur Verarbeitung eines SECAM-Signals.

In Fig. 1 ist das Prinzip des Verfahrens am Beispiel der Ab­ speicherung eines PAL- oder NTSC-codierten Farbfernsehsignals dargestellt. Das von einer Signalquelle Q gelieferte PAL-codier­ te Farbfernsehsignal FBAS wird in Luma- und Chromaanteil aufge­ teilt. Im gezeigten Beispiel geschieht dies mit Hilfe durch einen Tiefpaß TP und einen Bandpaß BP. Es sind für diesen Zweck auch Kammfilter einsetzbar. Das Lumasignal Y gelangt an den Analog-Digital-Wandler AD 1, an dessen Ausgang das digitalis­ ierte Signal Y′ abnehmbar ist und dem Speicher SP zugeführt wird. Der Chromaanteil CH zusammen mit dem Burst FB wird dem Analog-Digital-Wandler AD 2 zugeführt, an dessen Ausgang das digitalisierte Signal CH′ zusammen mit FB′ abnehmbar ist, wel­ ches ebenfalls dem Speicher SP zugeführt wird. Die ausgelesenen Signale Y′′ und CH′′, FB′′ werden mit den Digital-Analog-Wand­ lern DA 1 und DA 2 wieder in analoge Signale Y, CH, FB umgewan­ delt und gelangen über die Addierschaltung ADD als FBAS-Signal an den Ausgang. Man erkennt, daß hierbei keine Decodierung und Kodierung des Farbsignals stattfindet.

Eine entsprechende nicht näher dargestellte Verarbeitung eines SECAM-codierten Farbfernsehsignals erfolgt in der Weise, daß dieses ebenfalls ohne Decodierung und anschließender Codierung der Farbsignale auskommt. Der Farbanteil wird zusammen mit den Identifikationssignalen im Speicher SP abgespeichert.

Nachstehend wird eine besondere Anwendung des Verfahrens am Beispiel einer Einblendung einer zusätzlichen Bildinformation in eine erste Bildinformation auf dem Schirm einer Bildwiederga­ beröhre beschrieben.

In Fig. 2 wird ein über die Antenne A empfangenes Fernsehsi­ gnal im Tuner T eines Fernsehempfängers selektiert und in der Zwischenfrequenzverstärkerstufe ZF in ein (FBAS) 1-Signal umge­ wandelt. Dieses (FBAS) 1-Signal gelangt über einen elektroni­ schen Umschalter U zur weiteren Verarbeitung in einem Farbfern­ sehempfänger zur Wiedergabe auf dem Bildschirm als Hauptbild. Zur Erzeugung eines Nebenbildes auf dem Bildschirm, welches in das Hauptbild eingetastet wird, wird das (FBAS) 2-Signal, das z.B. von einer Kamera C geliefert wird, in zwei Zweige Y und CH aufgeteilt. Das Helligkeitssignal Y wird über einen Tiefpaß TP ausgefiltert, das Farbsignal CH gelangt an eine Mischstufe M 1, die mit Hilfe einer durch einen Oszillator OSC erzeugten Hilfs­ frequenz fh 1 von z.B. 5 MHz dieses Signal auf ca. 570 KHz herun­ termischt. Die niedrigere Frequenzlage des Farbsignals bringt den Vorteil einer einfacheren Abtastung in einem nachfolgenden Analog-Digital-Wandler AD 2 und der weiteren digitalen Signalver­ arbeitung sowie einer unproblematischen Phasenkorrektur dieses Signals am Ausgang des Speichers. Das Mischprodukt CH′ aus der Mischstufe M 1 wird über einen Bandpaß BP, der auch aus einem Anti-Aliasing-Filter bestehen kann, ausgefiltert. Die Signale Y und CH′ werden in Analog-Digital-Wandlern AD 1 bzw. AD 2 digitalis­ iert und in einem Speicher SP abgelegt, der von einer Kontroll­ schaltung CTR ein- und ausgelesen wird. Im wesentlichen Unter­ schied zum derzeitigen Stand der Technik wird das Farbsignal hier nicht decodiert in seine Komponenten (R-Y), (B-Y) zerlegt abgespeichert, sondern es wird hier der Vektor des Farbsignals direkt einschließlich Farbsynchronpuls abgespeichert. Durch Fortfall einer Decodierung erübrigt sich auch eine nachfolgende Codierung des Farbsignals. Nach Umwandlung des ausgelesenen Farbsignals in einem Digital-Analog-Wandler DA gelangt dieses über eine Phasenkorrekturschaltung PH an eine Additionsschal­ tung ADD, in welcher es mit dem einem Digital-Analog-Wandler DA 1 entnommenen Helligkeitssignal Y zum (Y, CH, FB) 2-Signal gebil­ det wird, das dem zweiten Eingang des elektronischen Umschal­ ters U zugeführt wird. Dem Ausgang des elektronischen Umschal­ ters U ist das kombinierte (FBAS) 1,2-Signal zur weiteren Verar­ beitung entnehmbar. Der elektronische Umschalter U wird von der Kontrollschaltung CTR über die Steuerleitung L 1 in der Weise umgeschaltet, daß die zusätzliche Bildinformation zum vorgegebe­ nen Zeitpunkt in die erste Bildinformation eingetastet wird.

In Fig. 3 ist die Phasenkorrekturschaltung PH im einzelnen dargestellt.

Da für die Chroma-Phasensynchronisation des Nebenbildes auf das Hauptbild der Burst des Nebenbildes erforderlich ist, wird er mit abgespeichert. Zur Phasensynchronisation werden mit Hilfe eines Steuersignals aus der Burstauftaststufe BA Schalter S 1 und S 2 geschlossen. Über den Schalter S 1 gelangt der Farbsyn­ chronpuls FB 1 der ersten Bildinformation und über den Schalter S 2 der Farbsynchronpuls FB 2 der zweiten Bildinformation an einen Phasenkomparator KPH, welcher eine von dem Phasenunter­ schied abhängige Steuerspannung U 1 liefert, welche über einen Tiefpaß TP 2 an den Steuereingang eines spannungsgesteuerten Oszillators VCO gelegt ist. Der Oszillator VCO liefert freilau­ fend eine stabile Frequenz fh 2 von z.B. 5 MHz, mit welcher das aus dem Speicher SP ausgelesene Farbsignal CH′′ einschließlich Burst der zweiten Farbinformation in einer Mischstufe M 2 hochge­ mischt wird. In der nachfolgenden Additionsschaltung ADD wird dieses Signal mit dem Helligkeitssignal Y der zweiten Bildinfor­ mation zum (Y, CH, FB) 2-Signal zusammengesetzt.

In den Signalweg des Farbsignals der zweiten Bildinformation ist noch eine Verstärkungsregelung VR eingefügt, die die Ver­ stärkung in Abhängigkeit von einer Abweichung der beiden Bursts von Hauptbild und Nebenbild mit der durch einen Amplitudenkompa­ rator KA erzeugten Steuerspannung U 2 verändert, so daß keine Farbsättigungsunterschiede zwischen Haupt- und Nebenbild auftre­ ten. Die Phasen- und Amplitudenregelung für das Nebenbild kann auch bereits schon einige Zeilen vor der Eintastung des Neben­ bildes erfolgen. Damit werden eventuelle Einschwingvorgänge im eingetasteten Nebenbild vermieden.

Mit Hilfe der Fig. 4 wird die Erfindung am Beispiel der Ein­ blendung eines SECAM-Signals beschrieben. Auch diese Schaltung benötigt keine Demodulation und anschließende Modulation des Farbsignals.

Bekanntlich ist die Übertragung eines SECAM-Signals dadurch charakterisiert, daß von Zeile zu Zeile abwechselnd das blaue und das rote Farbdifferenzsignal übertragen wird. Es werden demnach abwechselnd die Farbdifferenzsignale in den Speicher SP eingeschrieben, nachdem das vom (FBAS) 2-Signal abgetrennte Farb­ signal CH mit einer aus einem Oszillator OSC erzeugten Hilfsfre­ quenz in einer Mischstufe M 1 auf eine niedrigere Frequenzlage heruntergemischt und über ein Cloche-Filter CL und durch einen Analog-Digital-Wandler AD 2 digitalisiert wurde. Die aus dem Speicher SP ausgelesenen Signale werden durch Digital-Analog- Wandler DA wieder in analoge Signale umgeformt und anschließend mit Hilfe einer Mischstufe M 2 hochgemischt. Man kann auf die eingangs- und ausgangsseitigen Mischvorgänge verzichten, wenn eine hohe Taktfrequenz für die digitalen Wandler und den Spei­ cher gewählt wird.

Damit die zweite Chromainformation auch in der richtigen Farbse­ quenz der ersten Bildinformation eingetastet wird, damit eine "blaue" Zeile auch nach "Blau" und eine "rote" Zeile nach "Rot" demoduliert wird, besitzt die Schaltungsanordnung zwei Identifi­ kationsstufen, eine mit IDW bezeichnete für das Einschreiben und eine mit IDR bezeichnete für das Auslesen des Speichers SP.

Damit wird eine feste Zuordnung zwischen der einzulesenden (durchnumerierten) Zeilenadresse und des trägerfrequenten Farb­ differenzsignals erzielt. Es sei z.B. in einer Adresse mit gerader Drdnungszahl das (R-Y)-Signal und in einer Adresse mit ungerader Ordnungszahl das (B-Y)-Signal im Speicher SP abgespei­ chert. Beim Auslesen der Chromainformation steht somit parallel die Information der augenblicklichen Farbdifferenzsignale (R-Y) bzw. (B-Y) zur Verfügung, die als Schaltspannung zur richtigen Eintastung in das Hauptbild dient.

Mit der Identifikationsstufe IDR wird sichergestellt, daß das ausgelesene Nebenbild mit seiner Farbsequenz in die Farbsequenz des Hauptbildes paßt. Hierzu wird die Sequenz des Hauptbildes festgestellt, die die Kontrollschaltung CTR zusammen mit dem Identifikationssignal der eingeschriebenen Adresse so steuert, daß bei einem (R-Y)-Signal des Hauptbildes eine Adresse des Speichers mit gerader Ordnungszahl und bei einem (B-Y)-Signal des Hauptbildes eine Adresse des Speichers mit ungerader Ord­ nungszahl ausgelesen wird. Das richtige Einlesen geschieht durch die Verkopplung mit den Signalen für die vertikale und horizontale Ablenkung V 2 und H 2 des Nebenbildes und das richti­ ge Auslesen geschieht durch die Verkopplung mit den Signalen für die vertikale und horizontale Ablenkung V 1 und H 1 des Haupt­ bildes.

Das Heruntertransformieren der Farbträgerfrequenz kann auch auf eine andere Art und Weise als in Fig. 4 dargestellt erfolgen, z.B. durch Teilung mit Hilfe eines Frequenzteilers z.B. durch den Divisor 4. Dadurch reduziert sich auch der Bandbreitenbe­ darf für dieses Signal. Nach Auslesen der Farbinformation aus dem Speicher kann diese durch eine zweifache Quadrierung wieder in die originale Chromafrequenzlage transferiert werden.

Allgemein befinden sich am Eingang der Analog-Digital-Wandler Tiefpaßfilter, die das Eingangssignal auf die halbe Abtastfre­ quenz begrenzen. Dieses Filter kann bei SECAM durch ein Cloche- Filter gebildet werden. Dies hat den Vorteil, daß das zwecks Reduzierung von Moiree-Störungen senderseitig durch ein Anti- Cloche-Filter in der Amplitude reduzierte Signal im Bereich des Ruheträgers wieder eine größere Amplitude erhält, wodurch die Digital-Analog-Wandler besser ausgesteuert werden und sich der Störabstand dadurch verbessert.

Der am Ausgang des Farbkanals liegende Bandpaß muß dann als Anti-Cloche-Filter CF′ ausgelegt werden, um die Frequenzgangkom­ pensation des am Eingang der Analog-Digitalwandler liegenden Cloche-Filters CF wieder aufzuheben.

Dabei kann dieses Cloche-Filter derart ausgebildet sein, daß sich sein Ausgangssignal mit Hilfe einer aus der Steuerschal­ tung CTR gewonnenen und über die Leitung L 2 zugeführten Schalt­ spannung in seiner Phase um 180° umschalten läßt. Diese Umschal­ tung hat die Aufgabe, die bei der Größenreduktion des Nebenbil­ des verlorengegangene Phasenumschaltung der normgerechten SECAM-Träger von Zeile zu Zeile oder von Halbbild zu Halbbild wieder herzustellen. Diese Umschaltung kann horizontalfrequent oder auch vertikalfrequent erfolgen, wodurch eine noch vorhande­ ne Moiree-Störung weiter reduziert wird.

In Fig. 5 ist eine weitere Möglichkeit der Verarbeitung eines SECAM-Signals dargestellt, bei welcher bei der Eintastung des SECAM-Signals auf die Identifikationsstufe IDR verzichtet wer­ den kann. In diesem Fall wird der SECAM-Burst mit in den Spei­ cher SP eingeschrieben und aus diesem wieder ausgelesen, der mit dem Burst des Hauptbildes in der Stufe KPH verglichen wird. Aus diesem Vergleich wird eine Steuerspannung für die Speicher­ steuerschaltung CTR gebildet, die z.B. einen "LOW"-Pegel dahin­ gehend interpretiert, daß der ausgelesene Burst des Nebenbildes mit dem Burst des Hauptbildes übereinstimmt. Bei einem "HIGH"-Pe­ gel muß die nachfolgende Zeile zur Eintastung verwendet werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Abspeichern von Farbfernsehsignalen in einen digitalen Speicher nach einer Trennung des Farbfernsehsi­ gnals in die Helligkeitsinformation und in die Farbinforma­ tion, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Farbfernsehsignal der PAL-oder NTSC-Norm der Chrom­ aanteil des FBAS-Signals zusammen mit dem Burst abgespei­ chert wird.

2. Verfahren zum Abspeichern von Farbfernsehsignalen in einen digitalen Speicher nach einer Trennung des Farbfernsehsi­ gnals in die Helligkeitsinformation und in die Farbinforma­ tion, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Farbfernsehsignal der SECAM-Norm der Chrom­ aanteil des FBAS-Signals zusammen mit den Identifikations­ signalen abgespeichert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Chromaanteil des FBAS-Signals vor dem Einlesen in den Speicher mit Hilfe einer Mischstufe und eines Hilfsoszillators auf eine nied­ rige Frequenz heruntergemischt wird und nach dem Auslesen aus dem Speicher mit Hilfe einer Mischstufe und des Hilfs­ oszillators in die ursprüngliche Frequenzlage hochgemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Chromaanteil des FBAS-Signals vor dem Einlesen in den Speicher mit Hilfe eines Frequenzteilers geteilt und nach dem Auslesen aus dem Speicher mit Hilfe eines Multiplizierers in die ur­ sprüngliche Frequenzlage gebracht wird.

5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 3, zum Eintasten einer zusätzlichen Bildinformation in eine erste Bildinformation auf dem Schirm einer Bildwiedergaberöhre eines Farbfernsehempfän­ gers, wobei die Helligkeits- und Farbanteile der zusätzli­ chen Bildinformation in einem Speicher ablegbar und aus diesem auslesbar und über einen elektronischen Umschalter in den Signalweg der ersten Bildinformation eintastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbinformation (CH) zusammen mit dem Burst (FB) eines PAL-oder NTSC-kodierten Farbsignals der zusätzlichen Bildinformation (Y, CH, FB) 2 über eine die Frequenz der Farbinformation herabsetzende Mischstufe (M 1) an den Speicher (SP) geschaltet ist, wobei der Mischstufe (M 1) eine Hilfsfrequenz (fh) 1 eines Oszilla­ tors (OSC) zugeführt ist, und daß die aus dem Speicher (SP) ausgelesene Farbinformation (CH) zusammen mit dem Burst (FB) einer Phasen-Amplituden-Korrekturschaltung (PH) zugeführt ist, deren Ausgangssignal dem einen Eingang einer Additionsschaltung (ADD) zugeführt ist, an deren anderen Eingang die aus dem Speicher (SP) ausgelesene Helligkeitsinformation (Y) angeschaltet ist, und daß der Ausgang der Additionsschaltung (ADD) mit dem einen Eingang des elektronischen Umschalters (U) verbunden ist, an des­ sen anderem Eingang das Signal (FBAS) 1 der ersten Bildin­ formation liegt.

6. Schaltungsanordnung zum Einblenden einer zusätzlichen Bildinformation in eine erste Bildinformation auf dem Schirm einer Bildwiedergaberöhre eines Farbfernsehempfän­ gers, wobei die Helligkeits- und Farbanteile der weiteren Bildinformation in einem Speicher ablegbar und aus diesem auslesbar und über einen elektronischen Umschalter in den Signalweg der ersten Bildinformation eintastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbinformation (CH) eines SECAM-kodierten Farbsignals über eine die Farbträgerfre­ quenz herabsetzende Mischstufe (M 3) an den Speicher (SP) geschaltet ist, und daß die farbträgerfrequenten Farbsigna­ le (R-Y), (B-Y) alternierend in dem Speicher (SP) ablegbar sind.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Phasen-Amplituden-Korrekturschaltung (PH) einen Phasenkomparator (KPH) besitzt, dessen erstem Ein­ gang der Burst (FB) 1 der ersten Bildinformation (FBAS) 1 und dessen zweitem Eingang der Burst (FB) 2 der am Ausgang der Additionsschaltung (ADD) entnommenen zweiten Bildinfor­ mation (Y, CH, FB) 2 zugeführt ist, und daß ein auf einer Hilfsfrequenz (fh) 2 schwingender, spannungsgesteuerter Oszillator (VCD) vorgesehen ist, der ein von der Phasenver­ gleichschaltung (PH) geliefertes Fehlersignal (U 1) erhält, und daß die Hilfsfrequenz (fh) 2 des spannungsgesteuerten Oszillators (VCD) und die in ihrer Frequenz herabgesetzte zweite Farbinformation (CH) 2 einer Mischstufe (M 2) zuge­ führt sind, die die Farbinformation (CH) wieder in die ursprüngliche Frequenzlage heraufsetzt und deren Ausgangs­ signal an die Additionsschaltung (ADD) geschaltet ist.

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkungsregelschaltung (VR) vorgesehen ist, die in den Signalweg der zweiten Farbinfor­ mation (CH) 2 geschaltet ist, und daß die Phasen-Amplitu­ den-Korrekturschaltung (PH) ein Amplitudenkomparator (KA) besitzt, welcher in Abhängigkeit von einer Amplitudenabwei­ chung der Bursts (FB) 1, (FB) 2 ein Steuersignal (U 2) für die Verstärkungsregelschaltung (VR) erzeugt.

9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 5, 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Farbsynchronsignale (FB) 1, (FB) 2 über Schalter (S 1, S 2) der Phasen-Amplituden- Korrekturschaltung (PH) zugeführt sind, die von einer Burstauftaststufe (BA) während des Auftretens des Farbsyn­ chronsignals (FB) 1 der ersten Bildinformation (FBAS) 1 geschlossen werden.

10. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 oder 4 zum Eintasten einer zusätzlichen Bildinformation in eine erste Bildinformation auf dem Schirm einer Bildwiedergaberöhre eines Farbfernsehempfän­ gers, wobei die Helligkeits- und Farbanteile der zusätzli­ chen Bildinformation in einem Speicher ablegbar und aus diesem auslesbar und über einen elektronischen Umschalter in den Signalweg der ersten Bildinformation eintastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Identifikationsstu­ fe (IDW) vorgesehen ist, die eine feste Zuordnung zwischen den einzulesenden Speicheradressen und der trägerfrequen­ ten Farbdifferenzsignale (R-Y), (B-Y) erzielt, und daß eine Identifikationsstufe (IDR) vorgesehen ist, die eine richti­ ge Zuordnung der ausgelesenen Farbsequenz zu den Zeilen der ersten Bildinformation (FBAS) 1 erzielt, und daß die ausgelesene Farbinformation (CH) über die Additionsschal­ tung (ADD) zusammen mit dem Helligkeitssignal (Y) an den einen Eingang des elektronischen Umschalters (U) gelegt sind, an dessen anderem Eingang das Signal der ersten Bildinformation (FBAS) 1 liegt.