DE3900531C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Anzeigevorrichtungen für Messungen, und insbesondere auf eine Anzeigevorrichtung für die Messung des Verzögerungs- und Verstärkungsverhältnisses von Chrominanz (Farbwert) zu Luminanz (Leuchtdichte) für zusammengesetzte Farbbildsignale, die eine graphische Anzeige in Form von rechtwinkligen Koordinaten haben.

Die EP 02 02 003 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der relativen Verstärkungs- und Verzögerungsdifferenz der auf der zwei Übertragungskanälen übertragenen Signale. Es wird auf jedem Kanal wiederholt ein Testsignal gegeben, das Impulspakete mit unterschiedlicher Frequenz, festgelegter Amplitude und einer voreingestellten Phasenverschiebung aufweist. Die Ausgangssignale der Kanäle werden addiert und an einen festgelegten Punkt die Amplitude und Phasenverschiebung bestimmt.

Ein Artikel von Don Baker im SMPTE Journal, Oktober 1995, Seiten 1009 bis 1014, "A New and Unique Method for Measuring Video Analog Component Signal Parameters" beschreibt insbesondere Anzeigevorrichtungen für die Darstellung dreier Videokomponentensignale, wobei beispielgebend auch ein Verfahren zur Anzeige der Verzögerungsverhältnisse von Chrominanz zur Luminanz eines Videosignals beschrieben wird.

Beim Farbfernsehen besteht das Bildsignal aus einer Luminanz- oder Leuchtdichtekomponente, welcher Chrominanz- oder Farbinformation zugefügt wird, die auf eine Hilfsträgerfrequenz aufmoduliert wurde. Die Luminanz- und Chrominanzkomponenten eines Bildsignales sind nicht voneinander unabhängig. Die Amplitude der Chrominanzkomponente muß in bezug auf die Amplitude der Luminanzkomponente stimmen, um eine richtige Sättigung des Farbbildes zu gewährleisten, und die Verzögerungen der beiden Signale dürfen voneinander nur geringstfügig abweichen, damit keine Farbränder aufgrund von Farbdeckungsfehlern auftreten. Aus diesem Grunde ist zur Prüfung des Chrominanzkanals eines Bildgerätes oder -systems ein Signal von grundlegender Bedeutung, welches einen Luminanzbezug für die Chrominanz enthält. Die verschiedenen zur Prüfung des Verhältnisses der Verzögerung und Verstärkung der Luminanz- und Chrominanzkanäle entwickelte Prüfsignale weisen einen modulierten Impulswellenzug und einen Balkenwellenzug auf. Die Prüfsignale sind die linearen Summen eines Luminanzwellenzuges und einer 100%ig amplitudenmodulierten Hilfsträgerversion des Luminanzwellenzuges.

Ein zusammengesetzter Testimpulswellenzug ist in den Fig. 1(a) bis 1(d) dargestellt, in denen die Wirkung der Verzögerung und Verstärkung von Chrominanz zu Luminanz auf den Impulswellenzug gezeigt wird. Wie aus den Fig. 1(a) und 1(b) hervorgeht, wölbt sich die Grundlinie der Einhüllenden nach unten, wenn die Chrominanzverstärkung die Luminanzverstärkung übersteigt, und wenn die Luminanzverstärkung die Chrominanzverstärkung übersteigt, dann wölbt sich die Grundlinie der Einhüllenden nach oben. An den Stellen, an denen die Chrominanz der Luminanz vorausläuft, nimmt die Grundlinie der Einhüllenden die Form einer negativen Sinusfunktion an, wohingegen wenn die Chrominanz der Luminanz nachläuft, hat die Grundlinie der Einhüllenden die Form einer positiven Sinusfunktion, wie in den Fig. 1(c) und 1(d) gezeigt wird. Der Idealfall ist gegeben, wenn die Grundlinie der Einhüllenden keine Wölbung aufweist. Es ist jedoch nicht möglich, aus den in den Fig. 1(a)-1(d) dargestellten Wellenzügen den exakten Betrag solcher Verzögerungs- oder Verstärkungsungleichheiten zu bestimmen. Zu diesem Zweck wurden Nomogramme wie in Fig. 2 erstellt. Das Vorliegen von Chrominanz-Luminanz-Intermodulation jedoch verfälscht die Versuche, diese zur Messung von Verstärkungsungleichheiten zu verwenden.

Es wird daher eine Meßanzeige erforderlich, die in einer für einen Anwender brauchbareren Form genau die Verzögerung und Verstärkung von Chrominanz zu Luminanz in einem Bildsignal anzeigt, welches aus Variationen der Luminanz- und Chrominanzkanäle eines Bildgerätes oder -systems.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, wie es im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben ist. Der abhängige Unteranspruch beschreibt eine spezielle Art des Anzeigeverfahrens der Meßgrößen.

Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine Anzeige der Verzögerung und Verstärkung von Chrominanz zu Luminanz mit einem rechtwinkligen Koordinatensystem zur Verfügung, in dem Ungleichheiten in der Verstärkung und Verzögerung zwischen den Luminanz- und Chrominanzkanälen eines Bildgerätes oder -systems als Punkt in bezug auf Ideal- und Toleranzwerte dargestellt werden. Ein Teil der Daten, die ein geeignetes Testsignal mit moduliertem Impulswellenzug und einem Balkenwellenzug umfassen, wird erfaßt und zur Verarbeitung ausgewählt. Wenn mehrere Zeilen von Testsignalen vorliegen, wird der Durchschnitt dieser Zeilen für den Impulswellenzug verwendet. Ein Luminanzfeld wird aus dem Impulswellenzug erhalten. Der Austastwert und die Spitzenpegel des Balkenwellenzuges werden gemessen. Die Position des Impulswellenzuges wird genau bestimmt. Ein Feld der Chrominanzeinhüllenden wird aus dem Impulswellenzug erhalten, und Bezugspositionen auf beiden Seiten des Impulswellenzuges werden auf der Basis der 50%-Punkte auf der Chrominanzeinhüllenden bestimmt. Die Mittelposition des Chrominanzimpulses wird bestimmt. Gleichfalls wird für das Luminanzfeld die remanente Hilfsträgerfrequenz, sofern vorhanden, entfernt, und der Mittelpunkt der Luminanzeinhüllenden wird bestimmt. Die zeitliche Differenz zwischen den Mittelpunkten der Luminanz- und der Chrominanzeinhüllenden legt die Phasendifferenz fest, und die Amplitudendifferenz an den Mittelpunkten bestimmt die Verstärkungsdifferenz. Die daraus entstehende Anzeige hat ein rechtwinkliges Fenster mit Nominalzeilen für eine Nullverzögerung und Nullverstärkung von Chrominanz zu Luminanz ebenso wie einen rechtwinkligen Toleranzkasten, welcher den Bereich zulässiger Abweichung von den Nominalwerten darstellt. Die eigentliche Verzögerung und Verstärkung von Chrominanz zu Luminanz wird als Punkt innerhalb des Fensters dargestellt, wobei die senkrechte Koordinate den Prozentwert der Verstärkungsamplitude und die waagrechte Koordinate die Verzögerungszeit darstellen.

Die Ziele, Vorteile und neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, welche in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen zu lesen ist. Es zeigt

Fig. 1(a)-1(d) die Wirkung der Verstärkung und Verzögerung von Chrominanz zu Luminanz auf ein Testsignal mit moduliertem Impulswellenzug.

Fig. 2 ein Nomogramm zur Bestimmung der gemessenen Werte für die Verstärkung und Verzögerung von Chrominanz zu Luminanz nach dem Stand der Technik.

Fig. 3 eine Ansicht eines Blockdiagramms eines Meßprüfgeräts, bei dem das Anzeigeverfahren für die Messung des Verzögerungs- und Verstärkungsverhältnisses gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Fig. 4 ein Diagramm eines typischen bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Testsignales.

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Haupt-Meßprogramms zur automatischen Ausführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Aufnahmemoduls für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 ein Flußdiagramm des Bildbereichmeßmoduls für das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8(a) und 8(b) eine Draufsicht auf Anzeigen, welche anhand des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurden.

Fig. 3 zeigt ein Signal, zum Beispiel ein zusammengesetztes Farbbildsignal, das in einen analogen Prozessor 12 eingegeben wird, welcher Daten- und Taktsignale an eine Digitalisiervorrichtung 14 weitergibt. Die digitalisierten Daten werden dann in einem von den Taktsignalen gesteuerten Aufnahmespeicher 15 gespeichert. Der Aufnahmespeicher 16 steht über einen Datenbus 18 mit der Zentraleinheit (CPU) 20, beispielsweise einem Mikroprozessor, in Verbindung, wobei der Mikroprozessor von einem in einem Programmspeicher 22, beispielsweise einem Nur-Lese-Speicher (ROM), geladenen Softwareprogramm gesteuert wird. Ein Arbeitsspeicher 24, zum Beispiel ein Lese/Schreibspeicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), erhält Daten von dem Aufnahmespeicher 16 zur Verarbeitung durch die CPU 20 und gibt einen Datenausgang an den Anzeigeprozessor 26 weiter, der sich aus einem Anzeigespeicher 28 und einem Schnittstellenprozessor 30 zusammensetzt. Das Ergebnis der Datenverarbeitung der CPU 20 wird auf einem Bildschirm 32 angezeigt, und eine Bedienungskraft betätigt das Gerät über Tasten 34 und einen drehbaren Knauf 36 auf einer Fronttafel 38 oder über programmierbare Funktionsfelder auf dem Bildschirm.

Es gibt eine Vielzahl von Standardtestsignalen, die zur Messung des Verzögerungs- und Verstärkungsverhältnisses von Chrominanz zu Luminanz verwendet werden können. Ein derartiges Testsignal wird in Fig. 4 gezeigt. Die horizontale Zeile hat einen Horizontal-Synchronimpuls, der von einem Farbburstimpuls gefolgt wird. Ein Balkenwellenzug sowie ein modulierter lmpulswellenzug sind darin enthalten. Das Testsignal ist eine Kombination des Chrominanzhilfsträgers, der 100% durch die Luminanz moduliert ist und von der Luminanz selbst. Der Balkenwellenzug tritt entweder vor oder nach dem modulierten Impulswellenzug auf der horizontalen Bildzeile auf, je nach dem verwendeten Standardtestsignal.

Um eine Meßfolge des Eingangssignals zu beginnen, wird vom ROM 22 durch die CPU 22 auf ein Meßhauptprogramm nach Fig. 5 zugegriffen. Der jeweilige von dem Meßhauptprogramm aufgerufene Meßtest wird durch Betätigung einer der Tasten 34 auf der Fronttafel des Instrumentes oder der programmierbaren Funktionsfelder auf dem Bildschirm 32 bestimmt. Wenn eine Messung des Verzögerungs- und Verstärkungsverhältnisses von Chrominanz zu Luminanz gewünscht wird, wird vom Meßhauptprogramm ein Aufnahmemodul zur Auswahl der geeigneten Daten aus dem Aufnahmespeicher 16 zur Übertragung an den RAM 24 zur Verarbeitung aufgerufen. Die Daten werden gespeichert, beispielsweise in Form von 10 Bit mit zwei zusätzlichen Bit, einem Rahmenbit und einem Horizontal-Synchronbit. Die zwei zusätzlichen Bits werden vor ihrer Speicherung in dem Aufnahmespeicher 16 zu den Daten gefügt, und wenn sie gesetzt sind, zeigen sie an, ob der Meßwert den Anfang der Daten eines Bildrahmens bzw. den Anfang der Daten einer horizontalen Bildzeile darstellt. Das in Fig. 6 dargestellte Aufnahmemodul erstellt ein 1 mal 250 Adressenfeld, das die Adressen des ersten identifizierten Meßwerts für jede Zeile von Bilddaten, beginnend nach dem Vertikal-Intervall, d.h. bei Zeile 15, enthält. Die Adressenanordnung wird dann verwendet, um die gewünschten Bilddaten von dem Aufnahmespeicher 16 zur Übertragung an den RAM 24 auszuwählen. Zur Messung des Verzögerungs- und Verstärkungsverhältnisses von Chrominanz zu Luminanz gibt es zwei Aufnahmebetriebsarten in Abhängigkeit von dem eingegebenen Bildsignal. Bei normalem Fernsehen befindet sich das jeweilige Testsignal auf einer bestimmten waagrechten Zeile auf jedem Bilddatenfeld, und es tritt pro Bilddatenfeld einmal unmittelbar vor den angezeigten waagrechten Zeilen des Fernsehbildes auf. Zum Testen von Fernsehzusatzgeräten, wie zum Beispiel Videorecordern oder dergleichen, im Herstellbetrieb ließe sich das Testsignal auf jeder waagrechten Zeile eines Feldes wiederholen. Eine Bedienungskraft kann durch Betätigung des Drehknaufes 36 eine bestimmte das Testsignal beinhaltende Zeile identifizieren oder er kann Zeilenblöcke an verschiedenen Punkten des Fernsehtestbildes, wo das Testsignal wiederholt wird, erzeugen.

Wenn die Daten an den RAM 24 übertragen sind, wird ein Bildpegelmodul nach Fig. 7 aufgerufen und die ungefähre Lage des modulierten Impulswellenzuges wird je nach Art des Testsignales bestimmt. Für den Aufnahmemodus von mehreren Zeilen werden die Zeilen summiert und ihr Durchschnitt zur Erstellung eines Feldes von Luminanzmeßwerten berechnet, wobei die Werte, deren Durchschnitt errechnet wird, vom Beginn einer jeden waagrechten Zeile gemäß der Angaben in dem Adressenfeld bestimmt werden. Dann werden die Null- und 100%-Bezugsbereiche jeweils vom Austastpegel der waagrechten Datenzeile und von der Spitze des Balkenwellenzuges erstellt. Die Flanken des Balkenwellenzuges werden bestimmt und zur genaueren Festsetzung der Position des modulierten Impulswellenzuges verwendet. Untcr Verwendung einer Demodulierungsfunktion wird die Chrominanzeinhüllende aus dem modulierten lmpulswellenzug bestimmt zur Bildung eines Chrominanzarrays (Datenfeld der Farbsättigungswerte). Der Maximalpunkt des Chrominanzarrays wird ermittelt, und anschließend werden die 50%-Punkte auf beiden Seiten zur Bildung einer Breite des Impulses mit mindestens halber Amplitude (HAD-Impulsbreite) ermittelt.

Die HAD-Impulsbreite wird zur Erstellung eines Bereiches von Datenwerten zwischen einem Anfangsbezugspunkt und einem Endbezugspunkt verwendet, welche eine HAD-Impulsbreite vor und nach dem Anfang und dem Ende des modulierten Impulswellenzuges auftreten. Jede Amplitudendifferenz zwischen dem Bereich der Bezugspunkte und dem Austastwert wird von den Datenwerten im Chrominanzarray abgezogen.

Der Mittelpunkt des Chrominanzdatenfeldes zwischen den Bezugspunkten wird mittels eines Integrierverfahrens bestimmt. Die minimalen und maximalen Werte des integrierten Chrominanzfeldes werden bei den jeweiligen Bezugspunkten bestimmt, und der 50%-Punkt wird als Mittelpunkt des Chrominanzarrays gewählt. Gleichfalls wird das Luminanzdatenfeld nach Entfernung einer remanenten Hilfsträgerfrequenz durch Summierung von alternierenden Meßwerten, falls erforderlich, auf dieselbe Art und Weise bearbeitet wie das Chrominanzdatenfeld. Die HAD- Punkte der modulierten Impulsbreite für das Luminanzarray werden zur Ableitung der Bezugspunkte bestimmt, der Austastwert wird von den Werten des Luminanzarrays abgezogen und der Mittelpunkt des Datenfeldes wird bestimmt.

Das Verzögerungsverhältnis von Chrominanz zu Luminanz wird dann durch Bestimmung der Differenz zwischen den Mittelpunkten der Luminanz- und Chrominanzdatenfelder und ihrer Umrechnung in Nanosekunden auf einen präzisen Wert bestimmt. Gleichfalls wird das Verstärkungsverhältnis von Chrominanz zu Luminanz durch Bestimmung der Spitzenwerte für die jeweiligen Mittelpunkte und Berechnung des Verhältnisses zwischen Chrominanzspitze und Luminanzspitze bestimmt. Diese Werte werden dann durch ein Anzeigemodul sowohl numerisch als auch graphisch auf dem Bildschirm 32 angezeigt, wie aus den Fig. 8(a) und 8(b) ersichtlich ist. Die graphische Anzeige erscheint in Form eines rechtwinkligen Fensters 40 auf dem Bildschirm 32, wobei die Verstärkung als Prozentsatz auf der Y-Achse und die Verzögerung als Zeitwert in Nanosekunden auf der X-Achse abgetragen wird. Die Nominalcursoren 42, 44, welche in Form von gestrichelten Linien dargestellt sind, zeigen die Nullverzögerungs- und Nullverstärkungsbereiche an, und ein anwenderspezifischer Toleranzkasten 46 ist in dem Fenster enthalten, um den Bereich der zulässigen Verstärkungs- und Verzögerungswerte anzuzeigen. Die eigentliche Messung des Verstärkungs- und Verzögerungsverhältnisses von Chrominanz zu Luminanz erscheint als Fadenkreuz 48 an der Stelle innerhalb des Fensters, welche dem berechneten Wert entspricht. In Fig. 8(a) liegen die Verstärkungs- und Verzögerungswerte innerhalb festgelegter Toleranzbereiche, wohingegen in Fig. 8(b) die Verstärkungs- und Verzögerungswerte außerhalb dieser festgelegten Toleranzbereiche liegen. Die jeweiligen Maßstäbe für das Fenster 40 lassen sich variieren, um die durch Messung erhaltenen Verstärkungs- und Verzögerungswerte auf angemessene Weise anzeigen zu können. Die ermittelten Werte können Momentanwerte sein oder sie können zur von der Bedienungskraft erwünschten Verringerung des Rauschens auch errechnete Durchschnittswerte sein.

So stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur präzisen Messung und Anzeige der Verstärkungs- und Verzögerungsverhältnisse von Chrominanz zu Luminanz zur Verfügung, welche sich ergeben aus den Differenzen zwischen den Luminanz- und Chrominanzkanälen eines Fernsehgerätes oder -systems durch Erstellung geeigneter Testsignal-Luminanz- und Chrominanzdatenfelder aus den modulierten Impuls- und Balkenwellenzügen. Die Mittelpunkte der Datenfelder werden zur Bestimmung der Verzögerung zwischen den Chrominanz- und Luminanzkomponenten verwendet, und die Spitzenwerte der Mittelpunkte werden zur Bestimmung der Verstärkungsdifferenz zwischen den Chrominanz- und Luminanzkomponenten verwendet, wobei die Ergebnisse sowohl numerisch als auch graphisch auf einer Anzeigevorrichtung dargestellt werden, welche rechtwinklige Koordinaten aufweist, die der prozentualen Amplitude und der zeitlichen Verzögerung zwischen den Chrominanz- und Luminanzkomponenten entsprechen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Anzeige der Verstärkungs- und Verzögerungsverhältnisse von Chrominanz zu Luminanz gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Wahl eines gewünschten Teiles digitalisierter Daten, welche ein vorgeschriebenes Testsignal aus einem Aufnahmespeicher umfassen, welcher ein Feld von digitalisierten Bilddaten zur Verarbeitung enthält,
• - Ortung eines spezifischen Wellenzuges innerhalb des vorgegebenen Testsignals,
• - Aufbau eines Luminanzdatenfeldes und eines Chrominanzdatenfeldes aus den digitalisierten Bilddaten, die den spezifischen Wellenzug darstellen,
• - Errechnung der Verstärkungs- und Verzögerungswerte von Chrominanz zu Luminanz aus den Luminanz- und Chrominanzdatenfeldern, und
• - Anzeige der errechneten Verstärkungs- und Verzögerungswerte von Chrominanz zu Luminanz auf einer graphischen Anzeigevorrichtung mit rechtwinkligen Koordinaten, von denen eine Koordinate das prozentuale Verhältnis der Verstärkung von Chrominanz zu Luminanz und die andere einen zeitlichen Wert für die Verzögerung von Chrominanz zu Luminanz darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeschritt sich wie folgt untergliedert:

• - graphische Anzeige eines rechtwinkligen Koordinatensystems auf einem Anzeigebildschirm, wobei auf der einen Achse die Verzögerung von Chrominanz zu Luminanz durch Zeit dargestellt wird und auf der anderen Achse das Verstärkungsverhältnis von Chrominanz zu Luminanz durch einen Prozentsatz dargestellt wird;
• - graphische Anzeige eines Toleranzkastens innerhalb des rechtwinkligen Koordinatensystems, welcher annehmbare Verzögerungs- und Verstärkungsverhältnisse von Chrominanz zu Luminanz bezüglich Nominalwerten darstellt; und
• - Anzeige der errechneten Verzögerungs- und Verstärkungsverhältnisse von Chrominanz zu Luminanz in Form eines Fadenkreuzes innerhalb des rechtwinkligen Koordinatensystems und als numerische Werte auf dem Anzeigeschirm.