DE3844118A1 - Signalseparator zum unterabtasten eines digitalen bas-signals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Signalseparator, insbesondere einen Y/C-Separator mit einer Funktion zum Unterabtasten eines digitalen BAS-Signals (Bildaustastsynchron-Signals).

Bei einem vorhandenen Farbfernsehsendersystem wird ein BAS- Mischsignal oder Signalgemisch (BAS), das durch Überlagerung eines (im folgenden als C-Signal) bezeichneten Farbdiffe­ renzsignals, das durch einen Farb(hilfs)träger abgleichmo­ duliert ist, zu einem (im folgenden als Y-Signal bezeichne­ ten) Farbdichtesignal erhalten wird, als auszusendendes Fern­ sehsignal benutzt. Auf der Empfangsseite ist daher ein (im folgenden als Y/C-Separator bezeichneter) Luminanz/Chromi­ nanz-Separator erforderlich, um das Y- und das C-Signal zu reproduzieren.

Als Y/C-Separator wird herkömmlicherweise ein Tiefpaß- oder Bandpaßfilter eingesetzt. Ein Tiefpaß- oder Bandpaßfilter vermag jedoch keine vollkommene Y/C-Trennung durchzuführen, so daß Farbübersprechen oder Punktinterferenz auftritt, wodurch die Bildgüte beeinträchtigt wird. Zur Ver­ besserung der Y/C-Trennleistung wurde später ein Kammfilter entwickelt. Bei Verwendung des Kammfilters wird zwar die Y/C-Trennleistung verbessert, die Auflösung in Diagonal­ richtung des Bildschirms aber verschlechtert.

Zur Lösung dieses Problems und insbesondere zur Erzielung einer hohen Bildgüte ist ein sog. bewegungsadaptiver Y/C- Separator zur Verwendung in einem digitalen Videosystem, das eine Digitalschaltung entsprechend einem Videodetektor und eine(r) nachgeschaltete(n) Schaltung aufweist, entwickelt wor­ den. Dieser bewegungsadaptive Y/C-Separator ändert einen Pa­ rameter nach Maßgabe eines Musters oder Schemas zwecks Durch­ führung der Y/C-Trennung entsprechend der Bewegung eines Bilds; er ist in einem Artikel "A Motion Adaptive High- Definition Converter for NTSC Color TV Signals"; SMPTE journal, Mai 1984, beschrieben. Nach diesem Artikel kann, da eine Be­ rechnung nicht in Horizontal- und Vertikalrichtung eines Bilds vorgenommen wird, solange das Bild ein Stehbild ist, eine wirksame Y/C-Trennung ohne Bildverschlechterung er­ zielt werden.

Der bisherige adaptive Y/C-Separator erfordert jedoch eine Verzögerung eines BAS-Signals um eine Halbbildperiode. Der Schaltungsaufwand muß dementsprechend vergrößert sein.

Aus diesem Grund hat sich ein Bedarf nach einem Y/C-Separator ergeben, der eine der herkömmlichen Y/C-Trennleistung äqui­ valente Leistung beibehält und eine Speicherkapazität mög­ lichst weitgehend zu verringern vermag.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Signal­ separators, der die bisherige Signaltrennleistung aufrecht­ zuerhalten und eine für die Verzögerung eines BAS-Signals um eine Halbbildperiode erforderliche Speicherkapazität zu ver­ ringern vermag.

Diese Aufgabe wird bei einem Signalseparator mit einer A/D- Wandlereinheit zum Empfangen (Abnehmen) eines FBAS-Video­ signals oder Farbbild-Videosignalgemisch mit ersten und zwei­ ten Signalkomponenten und zum Ausgeben eines Digitalsignals erfindungsgemäß gelöst durch eine Zeittaktsignal-Erzeugungs­ einheit zum Abnehmen des von der A/D-Wandlereinheit ausge­ gebenen Digitalsignals und zum Erzeugen von mindestens ersten und zweiten Schritt- oder Zeittaktsignalen, eine Datenbandverdichtungseinheit zum Verdichten eines Datenbands des von der A/D-Wandlereinheit ausgegebenen Digitalsignals nach Maßgabe des ersten, durch die Zeittaktsignal-Erzeu­ gungseinheit erzeugten Zeittaktsignals und zum Ausgeben eines verdichteten Signals, eine Verzögerungsspeicherein­ heit zum Verzögern des von der Datenbandverdichtungsein­ heit gelieferten verdichteten Signals um ein Halbbild (frame) und zum Ausgeben eines verzögerten Signals, eine erste In­ terpolationseinheit zum Interpolieren des von der Verzöge­ rungsspeichereinheit gelieferten verzögerten Signals mit­ tels des von der Datenbandverdichtungseinheit gelieferten verdichteten Signals nach Maßgabe des zweiten, durch die Zeittaktsignal-Erzeugungseinheit erzeugten Zeittaktsignals und zum Ausgeben eines ersten interpolierten Signals, eine erste Trenneinheit zum Trennen der ersten Signalkomponente von dem Farbbild-Videosignalgemisch durch Mischen des von der ersten Interpolationseinheit gelieferten ersten interpolier­ ten Signals und des von der A/D-Wandlereinheit gelieferten Digitalsignals, eine zweite Interpolationseinheit zum In­ terpolieren der durch die erste Trenneinheit (ab) getrennten ersten Signalkomponente mittels eines vorbestimmten Signals und zum Ausgeben eines zweiten interpolierten Signals sowie eine zweite Trenneinheit zum Trennen der zweiten Signalkompo­ nente durch Mischen des von der ersten Interpolationseinheit gelieferten ersten interpolierten Signals und des von der zweiten Interpolationseinheit gelieferten zweiten interpo­ lierten Signals.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines digitalen Farbfernseh­ empfängers, auf den sich die Erfindung bezieht,

Fig. 2 ein Schaltbild eines herkömmlichen Signalsepara­ tors,

Fig. 3 eine Darstellung zur Verdeutlichung der Ar­ beitsweise der Schaltung nach Fig. 2,

Fig. 4 ein Schaltbild eines Signalseparators gemäß der Erfindung,

Fig. 5A bis 5G graphische Wellenformdarstellungen von in den jeweiligen Abschnitten der Schaltung nach Fig. 4 erzeugten Signalen,

Fig. 6A bis 6E graphische Darstellungen von Frequenz­ spektren der in den jeweiligen Abschnitten der Schaltung nach Fig. 4 erzeugten Signale,

Fig. 7 ein Zeitsteuerdiagramm der Schritt- oder Zeit­ takte (timings) der in den jeweiligen Abschnit­ ten der Schaltung nach Fig. 4 erzeugten Signale,

Fig. 8 ein Schaltbild eines Interpolationsfilters (IPF32) in Fig. 4 und

Fig. 9A und 9B graphische Wellenformdarstellungen von in den jeweiligen Abschnitten der Schaltung nach Fig. 8 erzeugten Signalen.

Nachstehend ist die Erfindung zunächst unter Bezugnahme auf einen digitalen Farbfernsehempfänger, auf den eine Ausfüh­ rungsform der Erfindung anwendbar ist, kurz erläutert.

Gemäß Fig. 1 wird von den einem Antenneneingang des Empfän­ gers eingespeisten geschlossenen NTSC-Fernsehsignalen oder -signalgemischen ein Signal für einen zu empfangenden Kanal ausgewählt und durch einen Empfangsteil bzw. Tuner 101 verstärkt. Das geschlossene Fernsehsignal (composite television signal) vom Tuner 101 wird durch einen Frequenz­ wandler 102 in ein Zwischenfrequenz- oder ZF-Signal umge­ wandelt, das dann durch durch einen nicht dargestellten Video-ZF-Frequenzverstärker verstärkt wird. Das verstärkte ZF-Signal wird von einem Videodetektor 103 abgenommen, und es wird ein Farbfernsehsignal ausgezogen, das dann einem A/D-Wandler 104 und auch einem Synchron-Ablenkkreis (deflec­ tor) 105 eingespeist wird. Der A/D-Wandler 104 tastet das Farbfernsehsignal in Abhängigkeit von einem Taktsignal einer Frequenz von 4fcs (fcs=Hilfsträgerfrequenz) synchron mit einem Burst-Signal ab und wandelt das Farbfernsehsignal in ein digitales geschlossenes Fernsehsignal von 8 Bits und 14,3 MHz um. Das digitale Fernsehsignal wird einem erfin­ dungsgemäßen Y/C-Separator 106 zugespeist. Dieser trennt das geschlossene digitale Fernsehsignal in eine Luminanz- bzw. Leuchtdichtesignal- oder Y-Komponente und eine Farb­ träger- bzw. Chrominanz- oder C-Signalkomponente. Das Y- Signal wird in einem Y-Prozessor 108 hauptsächlich einer Rand- oder Flanken-Hervorhebung und einer Y-Nichtlinearver­ arbeitung unterworfen. Das C-Signal wird andererseits haupt­ sächlich einer Bandpaßfilterverarbeitung, einer Matrixfarb­ demodulierverarbeitung, einer automatischen Farbregel- oder AFR-Verarbeitung und einer Farbsperrenverarbeitung in einem C-Prozessor 109 unterworfen. Das Y-verarbeitete Y-Signal und das C-verarbeitete C-Signal werden einer zeilensprungfreien (non-interlacing) Schaltung 110 eingespeist.

Das digitale Fernsehsignal vom A/D-Wandler 104 wird auch einem Bewegungsdetektor 107 zugespeist, der ein Bewegungs­ signal (motion signal) entsprechend der Bewegung eines Bilds aus dem digitalen Fernsehsignal detektiert und das Steuer­ signal zum Y/C-Separator 106 für die Durchführung der adap­ tiven Y/C-Trennung und zur zeilensprungfreien Schaltung 110 zur Durchführung einer Abtastzeileninterpolation liefert. Die genannte Schaltung 110 umfaßt einen Interpolationssi­ gnalgenerator für Abtastzeileninterpolation und einen Zeit­ basiswandler. Letzterer schreibt die Y- und C-Signale als Eingangspräsenzsignale und ein Interpolationssignal in einen Zeilenspeicher ein und liest abwechselnd die Präsenzsignale (present signals) und das Interpolationssignal mit einer das Doppelte eines Einschreibadreßzugriffs betragenden Ge­ schwindigkeit aus, um damit die Zeitbasis zu verdichten. Da­ mit wird eine Horizontalabtastfrequenz verdoppelt (31,468 kHz) und einer Matrixschaltung 111 eingegeben, welche die Y- und C-Signale in R-, G- und B-Signale, d.h. in drei Primär­ (farb)signale, umwandelt. Die R-, G- und B-Signale werden durch einen D/A-Wandler 112 in Analogsignale umgesetzt und dann einer Kathodenstrahlröhre CRT für deren Ansteuerung eingespeist.

Wie erwähnt, wird das Farbfernsehsignal dem A/D-Wandler 104 und auch dem Synchron-Ablenkkreis 105 zugespeist. Letzterer umfaßt im wesentlichen einen Synchronkreis und einen Deflek­ tor (deflector). Der Synchronkreis entfernt ein Videosignal aus dem Farbfernsehsignal und zieht nur ein Synchronsignal aus. Der Deflektor läßt einen durch das Synchronsignal vom Synchronkreis geregelten Ablenkstrom zu einer Ablenkspule der Kathodenstrahlröhre CRT fließen. Das Synchronsignal wird auch dem C-Prozessor 109 zugeführt, so daß die Farb­ demodulation im C-Prozessor 109 zur Synchronisation mit der Phase von 4fsc geregelt wird. Zu diesem Zweck umfaßt der Synchron-Ablenkkreis 105 eine phasenstarre Regelschleife (PLL) zur Erzeugung eines Farbsynchronsignals oder eines Burst-Auftastsignals.

Fig. 2 zeigt einen Schaltungsaufbau eines Teiles eines her­ kömmlichen bewegungsadaptiven Y/C-Separators entsprechend einem Still- oder Stehbild. Dieser Teil führt die Y/C-Tren­ nung durch Berechnung zwischen Halbbildern(frames) durch.

Gemäß Fig. 2 wird das der Eingangsklemme 1 zugeführte ge­ schlossene Fernsehsignal durch einen Halbbildspeicher 12 um ein Halbbild (frame) verzögert und dann einer Addierstufe 13 zugespeist, die das um ein Halbbild verzögerte geschlos­ sene (composite) Fernsehsignal vom Halbbildspeicher 12 von dem an die Eingangsklemme 11 angelegten geschlossenen Fern­ sehsignal subtrahiert und damit ein Chrominanz- bzw. C-Si­ gnal auszieht. Das C-Signal wird einem Koeffizientenkreis 14 zugeführt, und seine Amplitude wird auf 1/2, d.h. auf seine ursprüngliche Amplitude herabgesetzt. Eine unnötige Komponente wird aus dem Ausgangssignal vom Koeffizienten­ kreis 14 durch ein Bandpaßfilter 15 beseitigt. Das Aus­ gangssignal des Bandpaßfilters 15 wird durch einen Synchron­ detektor 16 synchrondetektiert. Eine unnötige Komponente wird vom Detektionsausgangssignal durch ein Tiefpaßfilter 17 abgetrennt, dessen Ausgangssignal sodann als C-Signal- Trennausgang(ssignal) einer Ausgangsklemme 18 zugeführt wird.

Das Ausgangssignal vom Bandpaßfilter 15 wird auch einer Addierstufe 19 zugeführt, von dem an der Eingangsklemme 11 eingespeisten geschlossenen Fernsehsignal subtrahiert und in einem Verzögerungskreis 22 verzögert. Sodann kann von der Addierstufe 19 ein Y-Signal erhalten werden, das als Y-Signal-Trennausgang zur Ausgangsklemme 20 geliefert wird.

Eine phasenstarre Regelschleife (PLL) bzw. ein PLL-Kreis 21 dient zum Ausgeben eines Trägersignals für Synchron­ detektion im Synchrondetektor 16 in Synchronismus mit einem im geschlossenen Fernsehsignal enthaltenen Farbburstsignal.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist nachstehend anhand von Fig. 3 näher erläutert.

Fig. 3 ist eine Darstellung für den Fall, daß ein ausge­ sandtes (übertragenes) geschlossenes NTSC-Fernsehsignal in Zeitbasisrichtung (t-Achse) und Vertikalrichtung (y-Achse) betrachtet wird. In Fig. 3 geben lotrechte Linien Teilbilder (fields) an, während die Kreise auf diesen Linien für Abtastzeilen stehen.

Im geschlossenen NTSC-Fernsehsignal wird die Phase des C-Signals zwischen Zeilen und zwischen Halbbildern (frames) invertiert. Wenn daher ein geschlossenes Fernsehsignal auf einer augenblicklich übertragenen Abtastzeile L 1 ein Signal mit einem positiven C-Signal (Y+C) ist, ist ein geschlos­ senes Fernsehsignal auf der Abtastzeile L 2, das um ein Halbbild vorher übertragen wird, ein ein negatives C-Signal (Y-C) enthaltendes Signal. In einem vollkommen stillstehen­ den Bild kann ein C-Signal durch Subtrahieren des geschlos­ senen Fernsehsignals auf der Abtastzeile L 2 des unmittelbar vorhergehenden Halbbilds vom geschlosenen Fernsehsignal auf der augenblicklichen Abtastzeile L 1 und Multiplizie­ ren von 1/2 mit einer Amplitude des Differenzausgangssi­ gnals nach folgender Gleichung erhalten werden:

1/2 { Y+C-(Y-C) }=C

Für die beschriebene Signalverarbeitung werden der Halb­ bildspeicher 12, die Addierstufe 13 und der Koeffizienten­ kreis 14 benutzt.

Das Bandpaßfilter 15 beseitigt aus dem Ausgangssignal von der Addierstufe 13 eine Frequenzkomponente in einem Bereich oder Band, dem kein C-Signal überlagert ist. Das Ausgangs­ signal vom Bandpaßfilter 15 wird somit von dem an der Eingangsklemme 11 eingespeisten geschlossenen Fernsehsignal subtrahiert und im Verzögerungskreis 22 verzögert, so daß ein Y-Signal nach folgender Gleichung erhalten wird:

(Y+C)-C=Y

Der beschriebene Stehbild-Y/C-Separator bewirkt die Y/C- Trennung durch Zwischenhalbbildberechnung. Damit kann eine perfekte Y/C-Trennung ohne Verlust der horizontalen und ver­ tikalen Komponenten eines (Voll-)Bilds (image) durchgeführt werden. Da jedoch ein Halbbildspeicher 12 einer großen Ka­ pazität erforderlich ist, vergrößert sich der Schaltungs­ aufwand in unerwünschter Weise. Beispielsweise sei angenom­ men, daß ein geschlossenes NTSC-Fernsehsignal mit 4fsc ab­ getastet (sampled) und das abgetastete Signal zu 8 Bits quantisiert wird. In diesem Fall wird die Kapazität des Halbbildspeichers 12 sehr groß, d.h. sie bestimmt sich zu

525×910×8 Bits = 4 Mbits.

Die nachstehend beschriebene Erfindung ist nun zur Lösung des obigen Problems entwickelt worden.

Fig. 4 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfin­ dung.

Das geschlossene (composite) digitale NTSC-Fernsehsignal (im folgenden als geschlossenes Fernsehsignal bezeichnet), das durch einen A/D-Wandler 104 mit einer Frequenz von 4fsc abgetastet wird, wird einem Y/C-Separator 106 gemäß der Erfindung zugespeist. Das geschlossene Fernsehsignal besteht aus einem Luminanzsignal Y sowie Farbdifferenzsi­ gnalen I und Q; falls ein Abtastimpuls mit I- und Y-Achsen synchron ist, wird es zu einem Signal wie Y+I, Y+Q, Y-I, Y-Q, Y+I, Y+Q, . . .

Das geschlossene Fernsehsignal wird einem Schalterkreis 26, einer (phasenstarren) Regelschleife bzw. einem PLL-Kreis 27 und einem Verzögerungskreis 134 zugespeist. Dieses, dem Schaltkreis 26 zugeführte Fernsehsignal wird entsprechend einer Wiederholungsperiode seines Chrominanz-Hilfsträgers unterabgetastet. Somit können vom Schalterkreis 26 Unterab­ tastausgangssignale Y+I, Y+Q, blank, blank (Zwischenraum), Y+I, Y+Q, ... erhalten werden. Als Abtastimpuls für Unter­ abtastung wird dabei ein vom PLL-Kreis 27 ausgegebener Schritt- oder Zeittaktimpuls TP 1 benutzt. Der PLL-Kreis 27 ist mit einem im geschlossenen Fernsehsignal enthaltenen Farbburstsignal synchronisiert und liefert Zeittaktimpulse TP 1-TP 4 mit derselben Periode wie die Wiederholungsperiode und einem Tastverhältnis von 1:1 zum Schalterkreis 26, zum Halbbildspeicher 28 und zum Schalterkreis 29. Der Schal­ terkreis 26 wird durchgeschaltet bzw. geschlossen, wenn der Zeittaktimpuls TP 1 einen niedrigen Pegel (LOW) be­ sitzt, und er liefert das geschlossene Fernsehsignal zum Halbbildspeicher 28. Der Halbbildspeicher 28 schreibt das unterabgetastete ge­ schlossene Fernsehsignal nur dann ein, wenn der Zeittakt­ impuls TP 2 den hohen Pegel (HIGH) besitzt, und er speichert dieses Signal für eine Halbbildperiode. Wenn nach Ablauf der einen Halbbildperiode der Zeittaktimpuls TP 3 den hohen Pegel aufweist, werden im Halbbildspeicher 28 enthaltene Daten zur einen Eingangsklemme des Schalterkreises 29 ge­ liefert, dessen andere Eingangsklemme das Unterabtastaus­ gangssignal vom Schalterkreis 26 abnimmt, ohne daß dieses den Halbbildspeicher 28 durchläuft. Wenn der Zeittaktimpuls TP 4 den niedrigen Pegel aufweist, wählt der Schalterkreis 29 das Unterabtastausgangssignal vom Schalterkreis 26; wenn es den hohen Pegel aufweist, wählt er das aus dem Halbbildspeicher 28 ausgelesene Ausgangssignal. Die Erzeugungszeittakte der Signale S 1- S 4 sind nachste­ hend anhand des Zeitsteuerdiagramms von Fig. 7 beschrieben.

Wie erwähnt, erzeugt der PLL-Kreis 27 gemäß Fig. 4 Zeit­ taktimpulse TP 1-TP 4 mit (zu) vorbestimmten Zeittakten oder Zeitpunkten (timings). Wenn der Zeittaktimpuls TP 1 den niedrigen Pegel aufweist, gibt der Schalterkreis 26 nur die positive geschlossene Fernsehsignalkomponente aus; wenn er den hohen Pegel besitzt, liefert der Schalterkreis kein Signal. Damit gibt der Schalterkreis 26 das Signal S 2 aus. Wenn der Zeittaktimpuls TP 2 den hohen Pegel auf­ weist, schreibt der Halbbildspeicher 28 das unterabgetastete Signal als Daten ein, und er inkrementiert einen Ein­ schreibadreßzähler (nicht dargestellt); wenn der Zeittakt­ impuls TP 3 den hohen Pegel aufweist, werden die Daten aus­ gelesen und der Einschreibadreßzähler inkrementiert. Daher wird das Signal S 3 aus dem Halbbildspeicher 28 ausgegeben. Wenn der Zeittaktimpuls TP 4 den niedrigen Pegel besitzt, wählt der Schalterkreis 29 das unterabgetastete Ausgangs­ signal vom Schalterkreis 26; bei einem hohen Pegel dieses Impulses wird das aus dem Halbbildspeicher 28 ausgelesene Ausgangssignal gewählt. Damit erscheint das Signal 54 als Ausgangssignal vom Schalterkreis 29. Das vom Schalterkreis 29 gewählte Ausgangssignal wird der Addierstufe 30 zugeführt, um eine Zwischenhalbbildberechnung auszuführen. Die Addierstufe 30 subtrahiert das über den Verzögerungskreis 134 zugeführte geschlossene Fernsehsignal von dem durch den Schalterkreis 29 gewählten Ausgangssignal, um damit ein C-Signal auszuziehen. Die Amplitude des von der Addierstufe 30 nach Zwischenhalb­ bildberechnung ausgegebenen C-Signals wird durch den Koeffi­ zientenkreis 31 auf 1/2 herabgesetzt, und das Signal wird zu einem Interpolationsfilter(IPF) 32 geliefert, um damit durch die Unterabtastung, die durch den Schalterkreis 29 durchgeführte Schaltwirkung und die Berechnung in der Addier­ stufe 30 eingeführte Lücken oder Fehlstellen (omissions) zu kompensieren. Das kompensierte Signal wird als Y/C-ge­ trenntes C-Signal zur Ausgangsklemme 33 ausgegeben und auch einer Addierstufe 35 zugespeist. Die Addierstufe 35 subtrahiert das interpolierte Ausgangs­ signal vom Interpolationsfilter 32 von dem durch den Schal­ terkreis 29 gewählten Ausgangssignal, das über den Verzöge­ rungskreis 34 zugeführt wird, so daß ein Y-Signal erhalten wird. Das Differenzausgangssignal wird als Y/C-getrenntes Y-Signal zur Ausgangsklemme 36 geliefert. Der Verzögerungskreis 34 ist eingeschaltet zum Synchroni­ sieren des Ausgangssignals vom Interpolationsfilter 32 mit dem Ausgangssignal vom Schalterkreis 29 längs der Zeit­ basis. Die Schaltungsoperation der beschriebenen Anordnung ist nachstehend anhand der Fig. 5A bis 6E erläutert. Die Fig. 5A bis 5G veranschaulichen Signale S 1- S 7 an den betreffenden Abschnitten von Fig. 4, während die Fig. 6A bis 6E die entsprechenden Signalspektren zeigen.

Das geschlossene Fernsehsignal S 1 gemäß Fig. 4 wird durch abwechselndes Multiplexen von I- und Q-Signalen in 1/4fsc- Intervallen erhalten (vgl. Fig. 5A). Das Signal S 1 besitzt ein Frequenzspektrum, in welchem ein C-Signal auf einem hohen Frequenzbereich eines Y-Signals frequenzmultiplext ist (vgl. Fig. 6A). Wenn das geschlossene Fernsehsignal S 1 durch den Schalterkreis 26 unterabgetastet wird, wird das negative I- und Q-Signalkomponenten enthaltende geschlos­ sene Fernsehsignal ausgelassen (omitted), und es kann das nur positive I- und Q-Signalkomponenten enthaltende ge­ schlossene Fernsehsignal erhalten werden (vgl. Fig. 5B).

Demzufolge wird das Datenband des geschlossenen Fernseh­ signals verdichtet, und das geschlossene Fernsehsignal, dessen Datenvolumen halbiert ist, wird dem Halbbildspeicher 28 eingespeist. Da die Phase des C-Signals in benachbarten bzw. aneinander anschließenden Halbbildern invertiert ist, wird das geschlossene Fernsehsignal S 3, dessen Abtastphase von derjenigen des geschlossenen Fernsehsignals S 2 um 1/2fsc Periode abweicht, vom Halbbildspeicher 28 erhalten (vgl. Fig. 5C).

Bei einer herkömmlichen Vorrichtung wird das geschlossene Fernsehsignal S 3 als um ein Halbbild verzögertes Ausgangs­ signal für Zwischenhalbbildberechnung benutzt. Bei der dar­ gestellten Ausführungsform enthält dagegen das geschlossene Fernsehsignal S 3 Lücken aufgrund der Unterabtastung durch den Schalterkreis 26. Die geschlossenen Fernsehsignals S 2 und S 3 werden abwechselnd durch den Schalterkreis 29 ge­ wählt, so daß die Lücken oder Fehlstellen des Fernsehsignals S 3 durch das geschlossene Fernsehsignal kompensiert werden können. Fig. 5D zeigt das durch die Interpolation erhal­ tene geschlossene Fernsehsignal S 4. Letzteres wird durch Interpolieren der Lücken des geschlossenen Fernsehsignals S 4 mittels des geschlossenen Fernsehsignals S 2 gewonnen, das eine C-Signalkomponente mit einer Phase enthält, welche der Phase einer im geschlossenen Fernsehsignal S 3 enthalte­ nen C-Signalkomponente entgegengesetzt ist. Die Phase der C-Signalkomponente ist daher positiv. Das geschlossene Fernsehsignal S 4 besitzt daher ein Spektrum, in welchem die C-Signalkomponente zu einem Niederfrequenzbereich hin verschoben ist (vgl. Fig. 6B). Dies bedeutet, daß das C-Signal demoduliert ist.

Wenn in der Addierstufe 30 das über den Verzögerungskreis 134 gelieferte geschlossene Fernsehsignal S 1 mit dem auf diese Weise gewonnenen geschlossenen Fernsehsignal S 4 gemischt oder davon subtrahiert wird, kann das C-Signal S 5 gemäß Fig. 5E gewonnen werden. Da das C-Signal S 5 durch Subtrahieren des geschlossenen Fernsehsignals S 1 gemäß Fig. 5A vom geschlossenen Fernsehsignal S 4 mit dem Fre­ quenzspektrum gemäß Fig. 6B getrennt wird, enthält das Spektrum des C-Signals S 5 C-Signalkomponenten nicht nur in einem Niederfrequenzbereich, sondern auch in einem Hochfre­ quenzbereich (vgl. Fig. 6C). Das C-Signal S 5 besitzt eine das Doppelte der Amplitude des ursprünglichen C-Signals be­ tragende Amplitude, und es krankt an Lücken (Fehlstellen) von Signalkomponenten infolge der Unterabtastung, der Schaltwirkung durch den Schaltkreis 29 und der Berechnung in der Addierstufe 30. Das C-Signal S 5 wird dem Koeffizien­ tenkreis 31 zugespeist, so daß seine Amplitude auf 1/2 herabgesetzt wird. Außerdem wird das C-Signal S 5 dem In­ terpolationsfilter 32 zugeführt, um die Lücken der Signalkom­ ponenten zu kompensieren. Das eine ursprüngliche Amplitude aufweisende C-Signal S 6, in welchem die Lücken der Signal­ komponenten kompensiert sind, kann vom Interpolationsfilter 32 erhalten werden (vgl. Fig. 5F). Fig. 6D zeigt das Spektrum des C-Signals S 6; bei diesem sind nicht nur Lücken für den Zeitbereich durch noch zu beschreibende In­ terpolationsverarbeitung kompensiert, vielmehr ist auch seine Hochfrequenzkomponente für den Frequenzbereich ent­ sprechend dem durch eine gestrichelte Linie in Fig. 6D angedeuteten Frequenzgang beseitigt. Demzufolge kann ein Spektrum erzielt werden, in welchem eine hochfrequente C-Signalkomponente beseitigt ist.

Das auf diese Weise gewonnene C-Signal S 6 wird durch die Addierstufe 35 mit dem geschlossenen Fernsehsignal S 4 (Fig. 5D) gemischt oder davon subtrahiert, um damit das Y-Signal S 7 gemäß Fig. 5G abzutrennen. Das Spektrum des Y-Signals S 7 ist in Fig. 6E gezeigt.

Nach der Beschreibung von allgemeinem Aufbau und Arbeits­ weise der dargestellten Ausführungsform ist im folgenden die Interpolationsverarbeitung durch das Interpolations­ filter (IPF) 32 anhand von Fig. 8 beschrieben.

In Fig. 8 ist mit 321 eine Eingangsklemme bezeichnet, an der ein vom Koeffizientenkreis 31 gemäß Fig. 4 ausgegebenes C-Signal eingespeist wird und die mit einer Reihenschaltung aus mehreren Verzögerungskreisen 322 verbunden ist, von de­ nen jeder aus einer Reihenschaltung aus vier Verzögerungs­ elementen 323 mit jeweils einer Verzögerungsgröße von 1/4 fsc besteht. Jeder Verzögerungskreis 322 besitzt eine Ver­ zögerungsgröße von fsc. Die Amplituden von Eingangs- und Ausgangssignalen jedes Verzögerungskreises 322 werden durch einen entsprechenden (zugeordneten) Koeffizientenkreis 324 eingestellt, und die Ein- und Ausgangssignale werden einer Addierstufe 325 eingespeist, welche die Ausgangssignale der Koeffizientenkreise 324 addiert und das Summensignal zu einem Wähler 326 liefert. Der Wähler 326 nimmt auch das C-Signal über einen Verzögerungskreis 328 ab. Der Wähler 326 wählt abwechselnd eines der beiden Eingangssignale mit einem vorbestimmten Zeittakt, der durch den vom PLL-Kreis 127 er­ zeugten und über den Verzögerungskreis 234 gelieferten Zeittaktimpuls TP bestimmt wird, und liefert das gewählte Eingangssignal zur Ausgangsklemme 327.

Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 8 ist im folgenden anhand der Fig. 9A und 9B beschrieben. Fig. 9A zeigt das an der Eingangsklemme 321 eingespeiste C-Signal; Fig. 9B zeigt das der Ausgangsklemme 327 zugeführte C-Signal. In den Fig. 9A und 9B sind mit "I-Lücke" eine Lücke oder Fehlstelle (omission) einer I-Signalkomponente und mit "Q-Lücke" eine Lücke oder Fehlstelle einer Q-Signalkomponente bezeichnet. "I′" bezeichnet eine Signalkomponente von der Interpolation der "I-Lücke", und "Q′" bezeichnet eine Signalkomponente von der Interpolation der "Q-Lücke".

Da die Verzögerungsgröße jedes Verzögerungskreises 322 auf 1/fcs gesetzt ist, d.h. da die Verzögerungsgröße jedes Ver­ zögerungselements oder -glieds zu 1/4fsc vorgegeben ist, erscheint eine der I-, Q-, I-Lücken- und Q-Lücken-Signal­ komponenten wiederholt in dieser Reihenfolge in 1/4fcs- Intervallen an Eingangs- und Ausgangsklemmen des Verzögerungs­ kreises 322. Die Addierstufe 325 gibt daher wiederholt das Summenausgangssignal nur der I-Signalkomponenten, das Sum­ menausgangssignal nur der Q-Signalkomponenten, das Summen­ ausgangssignal nur der I-Lücken-Signalkomponenten und das Summenausgangssignal nur der Q-Lücken-Signalkomponenten in dieser Reihenfolge aus. Das Summenausgangssignal nur der I- Signalkomponenten wird als Interpolationssignal I′, das­ jenige nur der Q-Signalkomponenten als Interpolationssignal Q′ bezeichnet.

Wenn die Addierstufe 325 das Interpolationssignal I′ oder Q′ ausgibt, wählt der Wähler 326 das Ausgangssignal von der Addierstufe 325. Wenn das Summenausgangssignal der I- oder Q-Lücken-Signalkomponenten gewonnen oder abgeleitet wird, wahlt der Wähler 326 das über den Verzögerungskreis 328 von der Eingangsklemme 321 gelieferte C-Signal. Der Verzögerungs­ kreis 328 dient zum Verzögern des C-Signals um 1/2fcs Periode. Wie erwähnt, wird der Wählzeittakt des Wählers 326 durch den vom PLL-Kreis erzeugten und über den Verzögerungskreis 234 gelieferten Zeittaktimpuls TP vorgegeben.

Auf diese Weise gewinnt das Interpolationsfilter gemäß Fig. 8 das Interpolationssignal I′ für I-Lücke aus lediglich den I-Signalkomponenten und das Interpolationssignal Q′ für Q-Lücke aus lediglich den Q-Signalkomponenten. Dabei sind mehrere Verzögerungskreise 322 vorgesehen, und die beiden Interpolationssignale I′ und Q′ werden aus vier oder mehr abgetasteten I- und Q-Signalkomponenten gewonnen oder ab­ geleitet. Die Interpolationssignale I′ und Q′ können mit­ hin mittels eines idealen Interpolationsfilters erhalten werden.

Beim Interpolationsfilter nach Fig. 8 wird die Koeffizien­ tengröße des Koeffizientenkreises 324 zweckmäßig gewählt, um den durch eine gestrichelte Linie in Fig. 6D angege­ benen Frequenzgang zu erhalten.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das geschlossene Fernsehsignal (composite television signal) einer Unterab­ tastung unterworfen und dem Halbbildspeicher 28 zugespeist, um in diesem für eine Periode entsprechend einem Halbbild abgespeichert zu werden. Lücken oder Fehlstellen von Sig­ nalkomponenten infolge der Unterabtastung werden durch das Unterabtastausgangssignal interpoliert. Das interpolierte Signal wird einer Zwischenhalbbildberechnung mit dem ge­ schlossenen Fernsehsignal unterworfen. In einem durch diese Berechnung ausgezogenen C-Signal werden die Lücken von Sig­ nalkomponenten aufgrund der Unterabtastung und der an­ schließenden Berechnung durch benachbarte oder anschließen­ de Signalkomponenten kompensiert.

Bei dieser Anordnung braucht der Halbbildspeicher 28 ledig­ lich das geschlossene Fernsehsignal zu speichern, dessen Datenvolumen durch Unterabtastung halbiert ist. Demzufolge kann die Kapazität des Halbbildspeichers 28 auf die Hälfte derjenigen des herkömmlichen Speichers verkleinert sein. Als Ergebnis kann der Schaltungsaufwand im Vergleich zur herkömmlichen Schaltung erheblich verringert sein.

Bei der dargestellten Ausführungsform werden Lücken oder Fehlstellen (omissions) von Signalkomponenten aufgrund der Unterabtastung durch Interpolationsverarbeitung durch den Schalterkreis 29 und das Interpolationsfilter 32 kom­ pensiert. Obgleich das Datenvolumen durch Unterabtastung verkleinert wird, kann eine Y/C-Trennleistung, die nahezu der herkömmlicherweise erzielten gleichwertig ist, erreicht werden.

Da bei dieser Ausführungsform Lücken von Signalkomponenten infolge der Unterabtastung in einem verzögerten Ausgangs­ signal vom Halbbildspeicher 28 durch das Unterabtastaus­ gangssignal kompensiert werden, kann ein C-Signal ohne Ver­ wendung eines Synchrondetektors demoduliert werden.

Die bisherige Schaltung nach Fig. 2 benötigt zwei Filter, nämlich Bandpaß- und Tiefpaßfilter 15 bzw. 17, während die Schaltung nach dieser Ausführungsform lediglich das Interpolationsfilter 32 benötigt. Bei der Fertigung eines integrierten Schaltkreises (ICs) können folglich dessen Schaltungsgröße und die Zahl der extern zu montierenden Teile verkleinert werden.

Die Erfindung ist auch auf eine Y/C-Trennung modifizierter geschlossener NTSC-Fernsehsignale anwendbar. Dies bedeutet, daß die Erfindung auf die Y/C-Trennung von geschlossenen Fernsehsignalen anwendbar ist, wobei eine C-Signalkompo­ nente auf einem Teil eines Frequenzbereichs einer Y-Signal­ komponente frequenzmultiplext und das C-Signal für jedes Halbbild (frame) invertiert wird.

Claims (20)

1. Signalseparator mit einer A/D-Wandlereinheit (104) zum Empfangen (Abnehmen) eines FBAS-Videosignals oder Farb­ bild-Videosignalgemisches mit ersten und zweiten Signal­ komponenten und zum Ausgeben eines Digitalsignals, gekennzeichnet durch
eine Zeittaktsignal-Erzeugungseinheit (27) zum Ab­ nehmen des von der A/D-Wandlereinheit (104) ausgelesenen Digitalsignals und zum Erzeugen von mindestens ersten und zweiten Schritt- oder Zeittaktsignalen,
eine Datenbandverdichtungseinheit (26) zum Verdichten eines Datenbands des von der A/D-Wandlereinheit (104) ausgegebenen Digitalsignals nach Maßgabe des ersten, durch die Zeittaktsignal-Erzeugungseinheit (27) erzeug­ ten Zeittaktsignals und zum Ausgeben eines verdichteten Signals,
eine Verzögerungsspeichereinheit (28) zum Verzögern des von der Datenbandverdichtungseinheit (26) geliefer­ ten verdichteten Signals um ein Halbbild (frame) und zum Ausgeben eines verzögerten Signals,
eine erste Interpolationseinheit (29) zum Interpolie­ ren des von der Verzögerungsspeichereinheit (28) gelie­ ferten verzögerten Signals mittels des von der Datenband­ verdichtungseinheit (26) gelieferten verdichteten Signals nach Maßgabe des zweiten, durch die Zeittaktsignal-Er­ zeugungseinheit (27) erzeugten Zeittaktsignals und zum Ausgeben eines ersten interpolierten Signals,
eine erste Trenneinheit (30) zum Trennen der ersten Signalkomponente von dem Farbbild-Videosignalgemisch durch Mischen des von der ersten Interpolationseinheit (29) ge­ lieferten ersten interpolierten Signals und des von der A/D-Wandlereinheit (104) gelieferten Digitalsignals,
eine zweite Interpolationseinheit (32) zum Interpolie­ ren der durch die erste Trenneinheit (30) (ab)getrennten ersten Signalkomponente mittels eines vorbestimmten Si­ gnals und zum Ausgeben eines zweiten interpolierten Si­ gnals sowie
eine zweite Trenneinheit (35) zum Trennen der zweiten Signalkomponente durch Mischen des von der ersten Inter­ polationseinheit (29) gelieferten ersten interpolierten Signals und des von der zweiten Interpolationseinheit (32) gelieferten zweiten interpolierten Signals.

2. Signalseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeittaktsignal-Erzeugungseinheit (27) eine(n) phasenstarre Regelschleife bzw. PLL-Kreis (27) enthält.

3. Signalseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeittaktsignal-Erzeugungseinheit (27) eine Ein­ heit zum Erzeugen eines dritten Zeittaktsignals auf­ weist, das der Verzögerungsspeichereinheit (28) zuge­ speist wird.

4. Signalseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der A/D-Wandlereinheit (104) und der ersten Trenneinheit (30) ein Verzögerungskreis (134) zum Verzö­ gern des von der A/D-Wandlereinheit (104) gelieferten Digitalsignals angeordnet ist.

5. Signalseparator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Koeffizientenkreis (31) zum Multiplizieren von 1/2 mit der ersten, durch die erste Trenneinheit (30) (ab)­ getrennten Signalkomponente.

6. Signalseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Interpolationseinheit (29) und der zwei­ ten Trenneinheit (35) ein Verzögerungskreis (34) zum Ver­ zögern des ersten interpolierten, von der ersten Inter­ polationseinheit (29) gelieferten Signals angeordnet ist.

7. Signalseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenbandverdichtungseinheit (26) einen Unter­ abtastkreis (26) aufweist.

8. Signalseparator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterabtastkreis (26) einen Schalterkreis (26) umfaßt.

9. Signalseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsspeichereinheit (28) einen Halb­ bildspeicher (28) umfaßt.

10. Signalseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Interpolationseinheit (32) ein Inter­ polationsfilter (32) umfaßt.

11. Signalseparator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Interpolationsfilter (32) mehrere Verzögerungs­ kreise (322) aufweist, von denen jeder aus einer Reihen­ schaltung aus vier Verzögerungselementen oder -gliedern (323) mit jeweils einer Verzögerungsgröße von 1/4fsc ge­ bildet ist.

12. Signalseparator mit einer A/D-Wandlereinheit (104) zum Abtasten eines FBAS-Fernsehsignals oder Farbbild-Fern­ sehsignalgemisches, das eine Luminanzsignalkomponente und eine Farbdifferenzsignalkomponente enthält, mit einer Abtastfrequenz, die das Vierfache einer Frequenz eines Chrominanz-Hilfsträgers beträgt, und zum Ausgeben eines Digitalsignals, gekennzeichnet durch
eine Zeittaktsignal-Erzeugungseinheit (27) zum Empfan­ gen oder Abnehmen des von der A/D-Wandlereinheit (104) gelieferten Digitalsignals und zum Erzeugen mindestens erster und zweiter Schritt- oder Zeittaktsignale,
eine Unterabtasteinheit (26) zum Unterabtasten des Di­ gitalsignals von der A/D-Wandlereinheit (104) nach Maßgabe des ersten Zeittaktsignals von der Zeittaktsignal-Er­ zeugungseinheit (27) und zum Ausgeben eines unterabge­ tasteten Signals,
eine Halbbildverzögerungseinheit (28) zum Verzögern des unterabgetasteten Signals von der Unterabtasteinheit (26) um ein Halbbild (frame) und zum Ausgeben eines ver­ zögerten Signals,
eine erste Interpolationseinheit (29) zum Interpolieren des verzögerten Signals von der Halbbildverzögerungseinheit (28) mittels des unterabgetasteten Signals von der Unter­ abtasteinheit (26) nach Maßgabe des zweiten Zeittakt­ signals von der Zeittaktsignal-Erzeugungseinheit (27) und zum Ausgeben eines ersten interpolierten Signals,
eine erste Trenneinheit (30) zum Trennen der Farbdif­ ferenzsignalkomponente von FBAS-Fernsehsignal oder Farb­ bild-Fernsehsignalgemisch durch Mischen des ersten inter­ polierten Signals von der ersten Interpolationseinheit (29) und des Digitalsignals von der A/D-Wandlereinheit (104),
eine zweite Interpolationseinheit (32) zum Interpolie­ ren der durch die erste Trenneinheit (30) (ab)getrennten Farbdifferenzsignalkomponente mittels eines vorbestimmten Signals und zum Ausgeben eines zweiten interpolierten Si­ gnals sowie
eine zweite Trenneinheit (35) zum Trennen der Luminanz­ signalkomponente durch Mischen des ersten interpolierten Signals von der ersten Interpolationseinheit (29) und des zweiten interpolierten Signals von der zweiten Interpola­ tionseinheit (32).

13. Signalseparator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zeittaktsignal-Erzeugungseinheit (27) eine(n) phasenstarre Regelschleife bzw. PLL-Kreis (27) enthält.

14. Signalseparator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zeittaktsignal-Erzeugungseinheit (27) eine Einheit zum Erzeugen eines dritten Zeittaktsignals aufweist, das der Halbbildverzögerungseinheit (28) zu­ gespeist wird.

15. Signalseparator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der A/D-Wandlereinheit (104) und der ersten Trenneinheit (30) ein Verzögerungskreis (134) zum Verzögern des von der A/D-Wandlereinheit (104) gelie­ ferten Digitalsignals angeordnet ist.

16. Signalseparator nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Koeffizientenkreis (31) zum Multiplizieren von 1/2 mit der ersten, durch die erste Trenneinheit (30) (ab)­ getrennten Signalkomponente.

17. Signalseparator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der ersten Interpolationseinheit (29) und der zweiten Trenneinheit (35) ein Verzögerungskreis (34) zum Verzögern des ersten interpolierten, von der ersten Interpolationseinheit (29) gelieferten Signals angeordnet ist.

18. Signalseparator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Unterabtastkreis (26) einen Schalterkreis (26) umfaßt.

19. Signalseparator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Interpolationseinheit (32) ein Inter­ polationsfilter (32) umfaßt.

20. Signalseparator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß das Interpolationsfilter (32) mehrere Verzöge­ rungskreise (322) aufweist, von denen jeder aus einer Reihenschaltung aus vier Verzögerungselementen oder -gliedern (323) mit jeweils einer Verzögerungsgröße von 1/4fcs gebildet ist.