DE3936242C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Videosignal- Verarbeitungsschaltung in einem Luminanz-Chrominanz-Signal­ separator zum Separieren eines zusammengesetzten Farbvideo­ signals, wie es beispielsweise in einer Magnetband-Auf­ zeichnungs- und/oder Wiedergabeeinrichtung verwendet wird, in ein Luminanzsignal und in ein Chrominanzsignal, und ins­ besondere auf eine Videosignal-Verarbeitungsschaltung zur Lieferung eines Chrominanzsignals, das praktisch frei von einer Farbverschiebung in Vertikalrichtung ist.

Im nachfolgenden wird als Stand der Technik ein Luminanz- Chrominanz-Signalseparator diskutiert, der in einem Wieder­ gabesystem eines Magnetband-Aufzeichnungs- und/oder Wieder­ gabegeräts verwendet wird, das nachfolgend als Videobandre­ korder bezeichnet wird.

Die Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Lu­ minanz-Chrominanz-Signalseparatorschaltung gemäß dem japa­ nischen Buch "Digital Signal Processing of Images", Seiten 109 bis 110, dessen Autor Takahiko Fukinuke ist und das von Nikkan Kogyo Newspapers Publishing Co., Ltd. herausgegeben worden ist. Die in Fig. 8 gezeigte Luminanz-Chrominanz-Si­ gnalseparatorschaltung enthält eine 1H Verzögerungsschal­ tung mit einer Verzögerungszeit, die gleich einer horizon­ talen Abtastperiode ist, Bandpaßfilter 3 und 4 zum Hin­ durchlassen eines Chrominanzsignals mit vorbestimmter Band­ breite, einen ersten Subtahierer 24, einen Verstärker 9 mit einer Verstärkung 1/2 und einen zweiten Subtrahierer 25.

Im nachfolgenden wird der Betrieb der in Fig. 8 gezeigten Luminanz-Chrominanz-Signalseparatorschaltung im einzelnen beschrieben. Es sei angenommen, daß das angelegte, zusam­ mengesetzte Farbvideosignal ein solches ist, das in den Fig. 10(a) bis 10(d) gezeigt ist und das rote Farbsignal­ komponenten bis zur (n-2)H-ten Zeile und im nachfolgenden ab der (n-1)H-ten Zeile kein Farbsignal enthält, also ein solches ist, das ein Bild gemäß Fig. 11(a) repräsentiert, das einen roten und einen weißen Bereich aufweist. Da die Trägerwellenfrequenz des Chrominanzsignals als Frequenz ge­ wählt ist, die für jede Zeile invertiert ist, weisen die Chrominanzsignale eine Phasenverschiebung von 180° gegen­ einander auf, wie die Fig. 10(a) und 10(b) erkennen lassen. Wird das zusammengesetzte Farbvideosignal zum Zeitpunkt von (n-2)H gemäß Fig. 10(b) eingegeben und in das Luminanzsi­ gnal und das Chrominanzsignal separiert, so gelangt das zu­ sammengesetzte Farbvideosignal zur 1H Verzögerungsschaltung 1 in Fig. 8 zum Zeitpunkt von (n-2)H und wird um eine vor­ bestimmte Zeit verzögert, die gleich einer horizontalen Ab­ tastperiode (1H) ist, um ein zusammengesetztes Farbvideosi­ gnal für die Zeile (n-3)H zu erhalten (das dieselbe Phase wie in Fig. 10(a) hat), welches nachfolgend zum Bandpaßfil­ ter 4 übertragen wird. Das Bandpaßfilter 4 gibt dann die Chrominanzsignalkomponente der Zeile (n-3)H aus. Anderer­ seits gelangt das zusammengesetzte Farbvideosignal für die Zeile (n-2)H auch zum Bandpaßfilter 3, von dem eine Chromi­ nanzsignalkomponente für (n-2)H ausgegeben wird. Der Sub­ trahierer 24 führt eine Subtraktion [(n-2)H-(n-3)H] durch und liefert anschließend ein Differenzsignal, das das Er­ gebnis der Subtraktion beschreibt, zum Verstärker 9, der die Verstärkung 1/2 aufweist. Der Verstärker 9 gibt schließlich die Chrominanzsignalkomponente von (n-2)H aus, wie die Fig. 10(j) zeigt.

Ferner subtrahiert der Subtrahierer 25 die Chrominanzsi­ gnalkomponente von (n-2)H vom zusammengesetzten Farbvideo­ signal von (n-2)H, so daß eine Luminanzsignalkomponente von (n-2)H ausgegeben wird, und zwar entsprechend Fig. 10(f). Auf diese Weise wird das zusammengesetzte Farbvideosignal von (n-2)H gemäß Fig. 10(b) in die Luminanzsignalkomponente von (n-2)H entsprechend Fig. 10(f) und die Chrominanzsi­ gnalkomponente von (n-2)H entsprechend Fig. 10(j) sepa­ riert. In ähnlicher Weise wird das zusammengesetzte Farbvi­ deosignal, das das Rot-Chrominanzsignal gemäß Fig. 10(a) enthält, in die Luminanzsignalkomponente von (n-3)H ent­ sprechend Fig. 10(e) und die Chrominanzsignalkomponente von (n-3)H entsprechend Fig. 10(i) separiert.

Das zusammengesetzte Farbvideosignal von (n-1)H gemäß Fig. 10(c) wird entsprechend arithmetisch mit dem zusammenge­ setzten Farbvideosignal von (n-2)H verarbeitet, das um eine 1H-Periode verzögert worden ist, so daß es in die Luminanz­ signalkomponente von (n-1)H entsprechend Fig. 10(g) und in die Chrominanzsignalkomponente von (n-1)H entsprechend Fig. 10(k) separiert werden kann. Darüber hinaus wird auch das zusammengesetzte Farbvideosignal von nH entsprechend Fig. 10(d) in ähnlicher arithmetischer Weise mit dem zusammenge­ setzten Farbvideosignal von (n-1)H gemäß Fig. 10(c) ver­ knüpft, welches um eine 1H-Periode verzögert worden ist, so daß durch Separieren schließlich die Luminanzsignalkompo­ nente von nH gemäß Fig. 10(h) und die Chrominanzsignalkom­ ponente von nH gemäß Fig. 10(l) erhalten werden.

Im nachfolgenden werden die Frequenzeigenschaften der her­ kömmlichen Separatorschaltung näher beschrieben.

Die Übertragungsfunktion Hc des Chrominanzsignalwegs inner­ halb der Bandbreite der jeweiligen Bandpaßfilter 3 und 4 und die Übertragungsfunktion Hγ des Luminanzsignalwegs in­ nerhalb der Bandbreite der jeweiligen Bandpaßfilter 3 und 4 lassen sich durch nachfolgende Gleichungen der Reihe nach ausdrücken:

Hc = (1 - Z^-1)/2,
Hγ = (1 + Z^-1)/2.

Da Z^-1=e^{-j ω T} mit T als Horizontalabtastperiode ist, läßt sich die Übertragungsfunktion Hγ wie folgt neu schreiben:

Hγ = [(1 + cos ωT)/2] - (sin ωT)j/2.

Die Verstärkungs-Frequenzcharakteristik |Hγ| wird durch nachfolgende Gleichung beschrieben:

Die Verstärkungs-Frequenzcharakteristik |Hγ| weist einen Maximalwert bei ω=2nπ/T und einen Minimalwert bei ω=(2n +1)π/T auf, wobei n eine ganze Zahl ist. Die herkömmliche Separatorschaltung nach Fig. 8 besitzt daher eine kammarti­ ge Charakteristik mit Maxima und Minima im Zyklus von 1/T innerhalb der Bandbreite eines jeweiligen Bandpaßfilters 3 und 4, wobei keine Chrominanzsignalkomponente nicht außer­ halb der Bandbreite des jeweiligen Bandpaßfilters 3 und 4 ausgegeben wird. Die Übertragungsfunktion Hγ der Luminanz­ signalkomponente wird daher 1 sein, wobei eine Gesamtfre­ quenzcharakteristik vorliegt, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist.

Weist die Separatorschaltung den in Fig. 8 gezeigten Aufbau auf und ändert sich die Farbe des zusammengesetzten Signals in Vertikalrichtung sprungartig, wie die Fig. 11(a) zeigt, so tritt allerdings das in Fig. 11(b) gezeigte Phänomen auf, also eine Verschiebung des Chrominanzsignals um eine 1H Zeile, wie nachfolgend beschrieben wird. Zu diesem Zweck sei angenommen, daß das zusammengesetzte Signal von (n-1)H in das Luminanzsignal und in das Chrominanzsignal separiert werden soll.

Da der Ausgang vom Subtrahierer 24, der zum Zeitpunkt von (n-1)H erzeugt wird, der Chrominanzsignalkomponente (wie in Fig. 10(j) gezeigt) von (n-2)H entspricht, von der die Chrominanzsignalkomponente (Null) von (n-1)H subtrahiert worden ist, liegt ein Ausgang vom 1/2-Verstärker 9 in sei­ ner Phase entgegengesetzt zu derjenigen der Chrominanzsi­ gnalkomponente von (n-2)H, wie die Fig. 10(k) zeigt, wobei der Ausgang eine Chrominanzsignalkomponente darstellt, de­ ren Pegel 1/2 der Chrominanzsignalkomponente von (n-2)H ist, und als Chrominanzsignalkomponente von (n-1)H ausgege­ ben wird. Andererseits wird die Luminanzsignalkomponente von (n-1)H gemäß Fig. 10(g) ausgegeben.

Das Chrominanzsignal mit einer Amplitude entsprechend 1/2 der Chrominanzsignalkomponente des zusammengesetzten Si­ gnals der Zeile (n-2)H, die um eine 1H Periode vorauseilt, wird also zu einer (n-1)H Zeile ausgegeben, zu der ur­ sprünglich kein Chrominanzsignal existiert hat. Gemäß Fig. 11(b) wird daher an dem Punkt, an dem der rote Bereich in den weißen Bereich übergeht, eine rotgefärbte Linie in ei­ ner Zeile reproduziert.

In einem Videoband-Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät oder in einem Videobandspieler für Heimanwendungen durchläuft das Signal mehrere Male die Luminanz/Chrominanz-Separatorschaltung, eine Zeilenkorreklation-Rauschunterdrückungsschaltung mit einer ähnlichen Struktur und eine Chrominanzsignal-Übersprech-Unterdrückungsschaltung, so daß die Gefahr besteht, daß eine Farbverschiebung über mehrere Zeilen hinweg auftreten kann.

In den letzten Jahren konnte die Horizontalauflösung bei Videobandspielern erheblich verbessert werden, so daß sich Bilder mit höherer Qualität reproduzieren lassen. Im Hinblick auf die Vertikalauflösung der genannten Geräte ergeben sich jedoch nach wie vor Probleme infolge des zuvor erwähnten Phänomens.

In den Druckschriften EP-A-03 22 890, EP-A-02 17 649, GB-A-22 04 209 und US 47 07 732 sind Chrominanz/Luminanz-Signaltrennschaltungen beschrieben, die nach unterschiedlichen Kriterien in bestimmten Fällen einen Mittelwert der Chrominanzsignale zweier oder mehrerer aufeinanderfolgender Bildzeilen ausgeben. Unter diesen Druckschriften beschreibt US 47 07 732 eine Anordnung von vier 1H-Verzögerungsgliedern, die drei Kammfilter bilden. Als Chrominanzsignal wird nach gewissen Kriterien eines der Ausgangssignale der Kammfilter ausgewählt. Diese bekannte Schaltung bewirkt, daß fünf aufeinanderfolgende Video-Zeilen zur Bildung von Mittelwerten herangezogen werden, aus denen dann das Chrominanzsignal ausgewählt wird. Die Mittelung über maximal fünf Video-Zeilen beeinträchtigt die Bildschärfe in vertikaler Richtung jedoch erheblich.

Obwohl sich jede der oben beschriebenen Techniken dazu eignet, die Farbverschiebung bis zu einem gewissen Grad zu mi­ nimieren, erfordern sie jedoch entweder komplizierte und teure Kon­ struktionen zur Trennung des zusammengesetzten Videosignals in die Chrominanzsignalkomponente und die Luminanzsignal­ komponente oder verschlechtern die vertikale Auflösung des Videobildes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obigen Nach­ teile zu beseitigen, die beim Stand der Technik auftreten, wenn das zusammengesetzte Videosignal in ein Chrominanzsi­ gnal und ein Luminanzsignal aufgetrennt wird, und insbeson­ dere eine verbesserte Videosignal-Verarbeitungsschaltung zu schaffen, bei der keine Verschiebung des Signals, wie z. B. eine Farbverschiebung, auftreten kann und die eine hohe Vertikalauflösung ermöglicht. Dabei soll die Schaltung kompakt und preiswert herstellbar sein.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausge­ staltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent­ nehmen.

Die Luminanzsignal/Chrominanzsignal-Separatorschaltung nach der Erfindung enthält eine Synthetisierungseinrichtung zum Synthetisieren von drei Signalen, die gegeneinander um eine Einheitszeit verzögert sind. Ferner sind eine Detektorein­ richtung zum Detektieren von Korrelationen zwischen diesen drei Signalen und eine Ausgangseinrichtung vorhanden, die auf der Grundlage der Ergebnisse der detektierten Korrela­ tionen zwei Signale auswählt und ausgibt, von denen jedes einen Mittelwert darstellt, und zwar von zeitlich benach­ barten Signalen und einem Signal, das zwischen diesen Si­ gnalen liegt.

In Übereinstimmung der Erfindung wird die verwendete Korrelationsdetektoreinrichtung so betrieben, daß sie die­ jenigen zwei der drei Signale, die eine vorbestimmte Zeit T gegeneinander verzögert sind, detektiert, die enger mitein­ ander korreliert sind. Die Ausgangssignal-Wähleinrichtung arbeitet in Antwort auf das von der Korrelationsdetektor­ einrichtung gelieferte Detektorergebnis zwecks Ausgabe des Signals, das den Mittelwert dieser beiden Signale angibt, die enger miteinander korreliert sind, oder zwecks Ausgabe des Signals, das im Zentrum des zeitlichen Abstands zwi­ schen diesen beiden Signalen liegt, wenn diese nicht enger miteinander korreliert sind. Mit der Videosignal-Verarbei­ tungsschaltung nach der Erfindung ist es daher möglich, ei­ ne Signalverarbeitung durchzuführen, die nicht zu einer Farbverschiebung führt. Da die Videosignal-Verarbeitungs­ schaltung nach der Erfindung ferner keine Filter oder Da­ tenumwandlungsmittel für den Musterraum benötigt, kann sie sehr kompakt hergestellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltdiagramm einer Luminanzsignal-Chro­ minanzsignal-Trennschaltung nach einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltdiagramm einer Wählsignal-Synthe­ sizerschaltung für die Trennschaltung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm mit Wellenformen von Eingangssignalen sowie eines Luminanzsignals und eine Chrominanzsi­ gnals, die entsprechend der Erfindung separiert worden sind,

Fig. 4 und 5 Diagramme von verschiedenen Wellenformen zur Erläuterung des Synthetisierungsprozesses für ein Auswahlsignal in der Wählsignal-Synthesizer­ schaltung nach Fig. 2,

Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen einem Videoeingang und einem Videoausgang nach Trennung von Luminanzsignal und Chrominanzsignal,

Fig. 7 ein Blockschaltdiagramm einer Separatorschaltung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung,

Fig. 8 ein Blockschaltdiagramm einer herkömmlichen Lumi­ nanzsignal/Chrominanzsignal-Trennschaltung,

Fig. 9 ein Diagramm zur Erläuterung der Verstärkungs­ Frequenzcharakteristik des Luminanzsignals, das durch die herkömmliche Separatorschaltung nach Fig. 8 abgetrennt worden ist,

Fig. 10 verschiedene Wellenformen von Eingangssignalen so­ wie des Luminanzsignals und des Chrominanzsi­ gnals, die mit der herkömmlichen Schaltung nach Fig. 8 voneinander getrennt worden sind, um die Betriebsweise der herkömmlichen Schaltung zu er­ läutern,

Fig. 11 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung der Be­ ziehung zwischen einem Videoeingang und einem Vi­ deoausgang nach Trennung von Luminanzsignal und Chrominanzsignal in der herkömmlichen Trennschal­ tung,

Fig. 12 ein Blockschaltdiagramm einer Trennschaltung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei diese Schaltung insbesondere zur Verwendung in einem PAL-System geeignet ist, und

Fig. 13 ein Blockschaltdiagramm einer Trennschaltung nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei auch diese Schaltung zur Verwendung in einem PAL-System geeignet ist.

Die Fig. 1 bis 7 zeigen eine Chrominanz/Luminanzsignal-Se­ paratorschaltung in Übereinstimmung mit einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung, die insbesondere in einem Farbfernsehempfänger zum Einsatz kommen kann, der nach dem NTSC-System arbeitet. Die Separator- bzw. Trennschaltung enthält in Reihe geschaltete 1H Verzögerungsschaltungen 1 und 2, parallelgeschaltete Bandpaßfilter 3, 4 und 5, die jeweils dazu dienen, eine niedrige Frequenzkomponente aus dem Eingangssignal zu entfernen, Umkehrverstärker 6 und 13, die jeweils eine Verstärkung von -1 aufweisen, Addierer 7, 8 und 14, 1/2-Verstärker 9 und 10, die jeweils eine Verstärkung von 1/2 aufweisen, einen Wäh­ ler 12, der drei Eingänge X, Y und Z empfängt und einen dieser Eingänge X, Y und Z ausgibt, sowie eine Wählsignal- Synthesizerschaltung 11 zur Bestimmung einer Korrelation von ihr zugeführten Signalen A, B und C zur Erzeugung eines Wählsignals, das zum Wähler 12 übertragen wird.

Einzelheiten der Wählsignal-Synthesizerschaltung 11 sind in Fig. 2 anhand eines Blockdiagramms dargestellt. Die Wählsi­ gnal-Synthesizerschaltung 11 (Wählsignal-Syntheseschaltung) enthält Subtrahierer 15 und 16, Codierer 17 und 18, die je­ weils Eingangssignale von den zugeordneten Subtrahierern 15 und 16 zur Bestimmung des Vorzeichens (positiv oder nega­ tiv) der jeweiligen Eingangssignale empfangen und die ent­ sprechende Ausgangssignale, die das Vorzeichen der zugeord­ neten Eingangssignale angeben, ausgeben, Absolutwertschal­ tungen 19 und 20 zur Ausgabe von jeweiligen Signalen, die die Absolutwerte ABS der ihnen jeweils zugeführten Signale angeben, sowie einen Korrelationsdetektor 21 zur Bestim­ mung einer Zeilenkorrelation (line correlation) in bezug zu den jeweiligen Ausgangssignalen von den Codierern 17 und 18 und den Absolutwertschaltungen 19 und 20 zwecks Bildung ei­ nes Wählsignals, das dem Wähler 12 zugeführt wird.

Der Korrelationsdetektor 21 wird durch eine Logikschal­ tung gebildet, die ein Wählsignal synthetisiert, das zur Auswahl eines der Eingangssignale X, Y und Z, die dem Wäh­ ler zugeführt werden, erforderlich ist. So wird das Ein­ gangssignal Y ausgewählt, wenn der Ausgang SGN(B-A) vom Co­ dierer 17 und der Ausgang SGN(C-B) vom Codierer 18 identi­ sche Vorzeichen aufweisen. Ein Wählsignal zur Auswahl des Eingangssignals X wird dann synthetisiert, wenn die jewei­ ligen Ausgänge von den Codierern 17 und 18 unterschiedliche Vorzeichen aufweisen und wenn ein Ausgang ABS(B-A) von der Absolutwertschaltung 19 kleiner ist als ein Ausgang ABS(C-B) von der Absolutwertschaltung 20. Ein Wählsignal zur Auswahl des Eingangssignals Z wird synthetisiert, wenn die jeweiligen Ausgänge von den Codierern 17 und 18 unter­ schiedliche Vorzeichen aufweisen und der Ausgang von der Absolutwertschaltung 20 kleiner ist als der Ausgang von der Absolutwertschaltung 19.

Im nachfolgenden wird der Betrieb der Separatorschaltung näher beschrieben.

Es sei angenommen, daß die zusammengesetzten Signale in den Fig. 3(a), 3(b), 3(c) und 3(d), die ähnlich den zusammenge­ setzten Signalen gemäß den Fig. 10(a), 10(b), 10(c) und 10(d) sind, eingegeben werden.

Als erstes erfolgt die Trennung des zusammengesetzten Si­ gnals für die (n-2)H-te Zeile in das Luminanzsignal und in das Chrominanzsignal. Dies wird nachfolgend beschrieben. Da beim illustrierten Ausführungsbeispiel die Korrelation vor und nach 1H detektiert wird, sind jeweils Signale für die (n-3)H-te und (n-1)H-te Zeile erforderlich. Diese Signale lassen sich mit Hilfe der 1H Verzögerungsschaltungen 1 und 2 erzeugen. Obwohl mit Hilfe der zugeordneten Bandpaßfilter 3, 4 und 5 niedrige Frequenzkomponenten der Signale der Zeilen (n-1)H, (n-2)H und (n-3)H entfernt werden, weisen die Wellenformen der Ausgangssignale A, B und C keine Schwankungen auf, da diese Signale keine niedrige Frequenz­ komponente besitzen und somit entsprechende Wellenformen repräsentieren, wie sie in den Fig. 4(a), 4(b) und 4(c) dargestellt sind.

Der Addierer 7 gibt ein Signal aus, das dem Summenwert von (A+B) entspricht, während der 1/2-Verstärker 9 ein Signal ausgibt, das dem Wert X=(A+B)/2 entspricht. Der Addie­ rer 8 gibt ein Signal aus, das dem Summenwert von (B+C) entspricht, während der 1/2-Verstärker 10 ein Signal aus­ gibt, das dem Wert Z=(B+C)/2 entspricht. Drei Signale X, Y=B und Z werden zum Wähler 12 geliefert. Entsprechen­ de Wellenformen dieser Signale X, Y und Z sind jeweils in den Fig. 4(f), 4(g) und 4(h) gezeigt.

Der Subtrahierer 15 in der Wählsignal-Syntheseschaltung 11 führt eine Subtraktion von (B-A) durch, während die Abso­ lutwertschaltung 19 einen Absolutwert ABS (B-A) von (B- A) ausgibt. Der Codierer 17 liefert codierte Daten SGN(B-A), die jeweils das positive oder negative Vorzeichen des Sub­ traktionswerts (B-A) repräsentieren. Der Absolutwert ABS(B-A) im vorliegenden Fall zeigt eine Wellenform gemäß Fig. 4(d1), wobei die Chrominanzsignalkomponente Null ist und die codierten Daten SGN(B-A) ebenfalls während der gesamten Zeit Null sind.

Andererseits führt der Subtrahierer 16 eine Subtraktion von (C-B) durch, während die Absolutwertschaltung 20 einen Absolutwert ABS(C-B) von (C-B) ausgibt. Der Codierer 18 gibt codierte Daten SGN(C-B) aus. Der ausgegebene Abso­ lutwert ABS(C-B) weist in diesem Fall ein Chrominanzsi­ gnal mit einer Wellenform auf, wie sie in Fig. 4(e1) ange­ geben ist. Darüber hinaus sind die codierten Daten SGN(C-B) abwechselnd positiv und negativ (positive und negative Vor­ zeichen), und zwar für jeden 1/2-Zyklus, wie die Fig. 4(e2) zeigt.

Wie bereits zuvor beschrieben, arbeitet der Wählsignal-Syn­ thesizer 21 wie folgt:

• (1) Er wählt das Signal Y=B, wenn SGN(B-A)=SGN(C-B) ist;
• (2) er wählt das Signal X=(B+A)/2, wenn SGN(B-A)≠ SGN(C-B) und ABS(B-A)<ABS(C-B) sind;
• (3) er wählt das Signal Z=(B+C)/2, wenn SGN(B-A)≠ SGN(C-B) und ABS(B-A)≧ABS(C-B) sind.

Mit anderen Worten wählt der Wählsignal-Synthesizer 21 ei­ nes der Signale, das die kleinste Differenz aufweist, also eines der Signale, welches die stärkste Zeilenkorrelation besitzt. In einem Fall, der den Fig. 4(d1), 4(d2), 4(e1) und 4(e2) entspricht, ist die Bedingung (2) erfüllt, so daß das Signal für die Auswahl von X synthetisiert wird und der Wähler 12 deswegen das Signal X ausgibt.

Das Signal X wird danach zum Umkehrverstärker 13 geliefert, durch den die Phase des Signals X umgekehrt wird, um eine Chrominanzsignalkomponente von (n-2)H zu erhalten (wie in Fig. 3(j) gezeigt ist). Diese Chrominanzsignalkomponente wird vom Umkehrverstärker 13 ausgegeben.

Darüber hinaus führt der Addierer 14 eine Summation der Chrominanzsignalkomponente von (n-2)H durch, die eine Phase aufweist, die derjenigen des zusammengesetzten Signals von (n-2)H entgegengesetzt ist, und gibt anschließend die Lumi­ nanzsignalkomponente von (n-2)H aus, die in Fig. 3(f) ge­ zeigt ist.

Im nachfolgenden wird die Trennung des zusammengesetzten Signals von (n-1)H gemäß Fig. 3(c) in das Luminanzsignal und in das Chrominanzsignal näher beschrieben.

In diesem Fall weisen die Signale A, B und C jeweils Wel­ lenformen auf, wie sie in den Fig. 5(a), 5(b) und 5(c) dar­ gestellt sind, während die Signale X, Y und Z jeweils Wel­ lenformen gemäß den Fig. 5(f), 5(g) und 5(h) besitzen. Die Absolutwertschaltung 19 erzeugt einen Ausgang ABS(B-A) einer Wellenform, wie sie in Fig. 5(d1) gezeigt ist, wäh­ rend der Codierer 17 Ausgangsdaten ABS(C-B) einer Wellen­ form ausgibt, wie sie in Fig. 5(d2) gezeigt ist. Die Abso­ lutwertschaltung 20 liefert einen Ausgang ABS(C-B) einer Wellenform gemäß Fig. 5(el), während der Codierer 18 Aus­ gangsdaten SGN(C-B) einer Wellenform gemäß Fig. 5(e2) ausgibt.

Da in diesem Fall die Bedingung (3) erfüllt ist, wählt der Wähler 12 das Signal Z zur Ausgabe. Die Chrominanzsignal­ komponente von (n-1)H und die Luminanzsignalkomponente von (n-1)H entsprechen den ausgegebenen Signalen der Fig. 3(k) und 3(g), wobei die Chrominanzsignalkomponente zu Null ge­ macht ist.

Mit Hilfe der Trennschaltung nach dem vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel lassen sich die zusammengesetzten Signale in den Zeilen gemäß den Fig. 3(a), 3(b), 3(c) und 3(d) jeweils in die entsprechenden Luminanzsignalkomponenten gemäß den Fig. 3(e), 3(f), 3(g) und 3(h) sowie in die entsprechenden Chrominanzsignalkomponenten entsprechend den Fig. 3(i), 3(j), 3(k) und 3(l) separieren. Daher läßt sich das Bild 30 mit einem oberen roten und einem unteren weißen Bereich ge­ mäß Fig. 6(a) in Übereinstimmung mit Fig. 6(b) separieren, ohne daß eine Farbverschiebung auftritt.

Die im obigen Ausführungsbeispiel verwendeten Absolutwert­ schaltungen 19 und 20 werden jeweils als Schaltungen zur Synthese von Daten benutzt, die notwendig sind, um die Zei­ lenkorrelationen detektieren zu können. Diese Daten werden vom Korrelationsdetektor 21 verarbeitet, um den Wähler 12 für die Auswahl einer der zuvor beschriebenen Bedingungen (1) bis (3) anzusteuern. Die Auswahl eines der Signale mit Hilfe des Wählers 12, das die kleinste Differenz aufweist, bedeutet, daß eine Signalkomponente ausgegeben wird, die die stärkste Zeilenkorrelation besitzt.

Wählt der Wähler 12 das Signal Y aus, so liegt ein Fall vor, bei dem die Zeilenkorrelation klein ist. Im Falle einer kleinen Zeilenkorrelation (line correlation) erfolgt keine Berechnung zwischen den Zeilen, so daß also keine Verschlechterung in der Vertikalauflösung vorhanden ist.

Wie oben beschrieben, kann jeder der Codierer 19 und 20 so betrieben werden, daß er in der Lage ist, jeweils das nega­ tive Vorzeichen, den Wert Null und das positive Vorzeichen zu bestimmen. Der jeweilige Codierer kann aber auch so an­ gesteuert werden, daß er in der Lage ist, jeweils nur das negative Vorzeichen und das positive Vorzeichen zu bestim­ men.

Beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Detektion der Korrelation während der 1H Periode. Selbst­ verständlich kann die Korrelation aber auch während einer vorbestimmten Periode innerhalb der 1H Periode erfolgen, während der nH Periode, während des n-Halbbild-Intervalls oder während des Intervalls zwischen den n-Rahmen, so daß das Signal ausgewählt werden kann.

Mit Hilfe des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels läßt sich folgende Ausgangscharakteristik erfüllen:

Die Bedingung ABS(B-A)≧ABS(C-B) in obiger Gleichung kann jedoch durch die Bedingung ABS(B-A)<ABS(C-B) er­ setzt werden, so daß dann in obiger Gleichung der Ausdruck ABS(B-A)<ABS(C-B) in den Ausdruck ABS(B-A)≦ABS(C -B) übergeht.

Unter Berücksichtigung der Inverter 6 und 13 sowie des Ad­ dierers 14 läßt sich die obige Gleichung für die Ausgangs­ charakteristik wie folgt umschreiben:

Hier sind:
S(i): das zum Zeitpunkt i erscheinende Signal, aus dem die niedrige Frequenzkomponente entfernt worden ist;
SGN: Funktion der Ausgabe positiver und negativer Vorzei­ chen;
ABS: Funktion der Ausgabe des Absolutwerts;
R(i): das zum Zeitpunkt i erscheinende Ausgangssignal;
T: einheitliche Verzögerungszeit.

Es braucht nicht besonders erwähnt zu werden, daß sich die obige Gleichung auch wie folgt umschreiben läßt:

In obiger Gleichung läßt sich die Bedingung ABS{S(i)+S(i -T)}≦ABS{S(i+T)+S(i)} durch die Bedingung ABS{S(i)+ S(i-T)}<ABS{i+T)+S(i)} ersetzen, wobei in einem solchen Fall der Ausdruck ABS{S(i)+S(i-T)}<ABS{S(i+ T)+S(i)} in den Ausdruck ABS{S(i)+S(i-T)}≧ABS{S(i+ T)+S(i)} übergeht.

Die Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm einer Separator- bzw. Trennschaltung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, die ähnlich der in Fig. 1 gezeigten Schaltung ist, mit der Ausnahme, daß die in Fig. 1 vorhandenen Inver­ ter 6 und 13 sowie der Addierer 14 fortgelassen sind. Statt dessen werden Subtrahierer 22 und 23 verwendet. Auch dieses Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 arbeitet in ähnlicher Weise wie das zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 be­ schriebene Ausführungsbeispiel.

Im Zusammenhang mit den vorangegangenen Ausführungsbeispie­ len wurde erwähnt, daß die 1H Verzögerungsschaltungen durch eine nH Verzögerungsschaltung gebildet werden können. Da jedoch das Chrominanzsignal-Modulationssystem beim PAL- Fernsehsystem eine hohe Korrelation für jedes 2H aufweist, sei empfohlen, 2H Verzögerungsschaltungen statt der 1H Ver­ zögerungsschaltungen zu verwenden, um das zusammengesetzte Signal in das Luminanzsignal und das Chrominanzsignal zu trennen. Zu diesem Zweck müssen im PAL-Fernsehsystem die 1H Verzögerungsschaltungen gemäß Fig. 1 durch 2H Verzögerungs­ schaltungen ersetzt werden. Die Bandbreite des Bandpaßfil­ ters beträgt 3,58 MHz beim NTSC-Fernsehsystem, so daß es erforderlich ist, zur Chrominanzsignal/Luminanzsignal-Tren­ nung beim PAL-Fernsehsystem die Bandbreite des Bandpaßfil­ ters auf 4,43 MHz zu erhöhen. Die im PAL-Fernsehsystem ver­ wendete Trennschaltung zur Auftrennung des zusammengesetz­ ten Signals in das Chrominanzsignal und das Luminanzsignal ist in Fig. 12 gezeigt. Die Schaltung nach Fig. 12 gleicht im wesentlichen der Schaltung nach Fig. 1, mit Ausnahme der Verzögerungsschaltungen 1A und 2A. Die Wählsignal-Synthesi­ zerschaltung für die Schaltung nach Fig. 12 kann diejenige sein, die bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrie­ ben worden ist. Die Schaltung nach Fig. 13 entspricht der­ jenigen nach Fig. 7, wobei jedoch auch hier die in Fig. 7 gezeigten 1H Verzögerungsschaltungen durch 2H Verzögerungs­ schaltungen ersetzt sind.

Die Trennschaltungen nach den obigen Ausführungsbeispielen dienen dazu, das zusammengesetzte Signal in ein Luminanzsi­ gnal und in ein Chrominanzsignal zu separieren. Dabei ist die Videosignal-Verarbeitungsschaltung nach der Erfindung so ausgelegt, daß sie das Vorhandensein oder Nichtvorhan­ densein der Zeilenkorrelation zur Berechnung der Vertikal­ korrelation detektieren kann. Die Trennschaltung nach der Erfindung läßt sich daher als Zeilenkorrelation-Rauschun­ terdrücker oder als Chrominanzsignal-Übersprechunterdrücker verwenden, die üblicherweise in der Wiedergabesignal-Verar­ beitungsschaltung eines Heim-Videobandspielers zum Einsatz kommen.

Wie zuvor im einzelnen beschrieben, werden nach der Erfin­ dung drei Videoeingangssignale, die um eine vorbestimmte Zeit T voneinander getrennt sind, extrahiert, wobei eines dieser Videoeingangssignale, das zwischen den beiden ande­ ren Signalen liegt, mit jeweils einem der anderen Signale, die um die Zeit T vor oder hinter dem Zwischensignal lie­ gen, gemittelt wird, um zwei gemittelte Signale zu erhal­ ten, wobei das Zwischensignal oder eines der gemittelten Signale, das die stärkste Zeilenkorrelation aufweist, zur Ausgabe ausgewählt wird. Dementsprechend läßt sich nach der Erfindung eine Videosignal-Verarbeitungsschaltung bilden, die im wesentlichen frei von irgendwelchen Verschiebungen im Ausgangssignal ist. Da es ferner nicht nötig ist, mehre­ re Filter oder eine Datenumwandlungseinrichtung für den Mu­ sterraum zu verwenden, kann die Videosignal-Verarbeitungs­ schaltung nach der Erfindung einen einfachen Aufbau aufwei­ sen.

Claims (6)

1. Videosignal-Verarbeitungseinrichtung, umfassend:
eine Signalerzeugungseinrichtung (1 bis 5) zur Bildung von drei Signalen S(i-T), S(i) und S(i+T), wobei i die momentane Zeit ist, die aus einem Videoeingangssignal durch Verzögerung um 0, 1 und 2 Zeiteinheiten gewonnen werden, wobei eine Zeiteinheit (T) eine bestimmte Anzahl von Horizontalabtastperioden darstellt, und bei denen eine Komponente niedriger Frequenz beseitigt ist,
eine Differenzsignal-Erzeugungseinrichtung (6 bis 10) zur Bildung der Signale {S(i)-S(i-T)}/2, S(i) und {S(i)-S(i+T)}/2 aus den Signalen der Signalerzeugungseinrichtung (1 bis 5),
eine Wähleinrichtung (12 bis 14), zur Erzeugung eines Ausgangssignals R(i) der Videosignal-Verarbeitungseinrichtung als Chrominanzsignal, und
eine Wählsignal-Erzeugungseinrichtung (11), die die Wähleinrichtung (12 bis 14) so steuert, daß diese das Ausgangssignal R(i) nach den folgenden Gleichungen auswählt: oder worin
S(i) das zum Zeitpunkt i erscheinende Signal, aus dem die Komponente niedriger Frequenz entfernt worden ist,
SGN eine Funktion zur Ausgabe der positiven und negativen Vorzeichen,
ABS eine Funktion zur Ausgabe des Absolutwerts sind.

2. Videosignal-Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung (1 bis 5) ein erstes bis drittes Bandpaßfilter (3 bis 5) und erste und zweite Verzögerungsschaltungen (1, 2) aufweist, wobei das Videoeingangssignal der ersten Verzögerungsschaltung (2) und dem ersten Bandpaßfilter (5) zugeführt wird, ein Ausgangssignal der ersten Verzögerungsschaltung (2) der zweiten Verzögerungsschaltung (1) und dem zweiten Bandpaßfilter (4) zugeführt wird, und das Ausgangssignal der zweiten Verzögerungsschaltung (1) zum dritten Bandpaßfilter (3) geliefert wird.

3. Videosignal-Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Inverter (6) zum Invertieren des Ausgangssignals des zweiten Bandpaßfilters (4) vorhanden ist, daß die Differenzsignal-Erzeugungseinrichtung folgendes enthält:

• - einen ersten Addierer (8) zur Bildung der Summe aus dem Ausgangssignal des ersten Bandpaßfilters (5) und einem Ausgangssignal des ersten Inverters (6),
• - einen zweiten Addierer (7) zur Bildung der Summe aus dem Ausgangssignal des ersten Inverters (6) und dem Ausgangssignal des dritten Bandpaßfilters (3),
• - einen ersten 1/2-Kalkulator (10) zum Multiplizieren eines Ausgangssignals des ersten Addierers (8) mit dem Wert 1/2, und
• - einen zweiten 1/2-Kalkulator (9) zum Multiplizieren eines Ausgangssignals des zweiten Addierers (7) mit dem Wert 1/2,

und daß die Wähleinrichtung (12 bis 14) folgendes enthält:

• - einen Wähler (12) zur wahlweisen Ausgabe der jeweiligen Ausgangssignals des ersten Inverters (6), des ersten 1/2- Kalkulators (10) und des zweiten 1/2-Kalkulators (9) in Abhängigkeit des durch die Wählsignal-Erzeugungseinrichtung (11) gelieferten Steuersignals,
• - einen zweiten Inverter (13) zum Invertieren des Ausgangssignals des Wählers (12) sowie zur Ausgabe des Ausgangssignals als Chrominanzsignal, und
• - einen dritten Addierer (14) zur Bildung der Summe aus den jeweiligen Ausgangssignalen des Wählers (12) und von der ersten Verzögerungsschaltung (2) zwecks Erzeugung eines Luminanzsignals.

4. Videosignal-Verarbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinheit (T) gleich einer Horizontalabtastperiode ist.

5. Videosignal-Verarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinheit (T) gleich zwei Horizontalabtastperioden ist.