DE3940128A1

DE3940128A1 - CIRCUIT FOR PROCESSING A LUMINOUS SIGNAL SIGNAL

Info

Publication number: DE3940128A1
Application number: DE3940128A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl Ing Kluth
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1990-10-31
Also published as: HU903470D0; AU5442790A; KR920702164A; WO1990013209A1; JPH04504937A; EP0470109A1; HUT61427A

Abstract

The aim of the invention is to provide a circuit for processing a brightness signal, giving a maximum improvement in the signal, in particular with respect to picture definition and decomposition of the colour carrier signal. The so-called FBAS signal is fed to an adaptive comb filter (K). The filter output is connected to the input of a circuit designed to increase picture definition, this circuit having two differentiation stages, each with an amplitude limiter or an aperture corrector. The brightness-signal processing circuit is of use particularly in so-called S-VHS video recorders and TV receivers.

Description

Es sind Videogeräte bekannt, z.B. S-VHS-Videorecorder, ver besserte Fernsehempfänger zur Wiedergabe der Signale derarti ger Recorder oder sogenannte HDTV-Fernsehempfänger, die eine erhöhte Qualität des wiedergegebenen Bildes aufweisen. Insbe sondere werden bei derartigen Geräten eine höhere Bandbreite des Leuchtdichtesignals von etwa 5,5 MHz und damit eine Erhö hung der Bildschärfe in Horizontalrichtung erreicht. Derarti ge Geräte erfordern zusätzliche Schaltungen zur Verarbeitung und Aufbereitung der Signale, insbesondere des Leuchtdichte signals.Video devices are known, e.g. S-VHS video recorder, ver improved television receivers for the reproduction of the signals such ger recorder or so-called HDTV television receiver, the one have increased quality of the reproduced image. In particular in particular, such devices have a higher bandwidth the luminance signal of about 5.5 MHz and thus an increase Image sharpness in the horizontal direction is reached. Derarti Devices require additional circuits for processing and processing the signals, in particular the luminance signals.

Es ist bekannt, die Trennung des FBAS-Signals in das Leucht dichtesignal Y einerseits und den Farbträger F andererseits mit Kammfiltern durchzuführen. Kammfilter haben gegenüber einem üblichen Bandpaß den Vorteil, daß sie jeweils peri odisch wiederkehrenden Durchlaßstellen bei den Spektralkompo nenten des gewünschten Signals und entsprechende Sperrstel len bei den Spektralkomponenten des zu beseitigenden Signals aufweisen.It is known to carry out the separation of the CVBS signal into the luminance signal Y on the one hand and the color carrier F on the other hand with comb filters. Comb filters have the advantage over a conventional bandpass filter that they each have periodically recurring passages in the spectral components of the desired signal and corresponding blocking points in the spectral components of the signal to be eliminated.

Zur Erhöhung der Bildschärfe in Horizontalrichtung sind auch sogenannte Crispening-Schaltungen bekannt, die zwar keine Erhöhung der Bandbreite des Leuchtdichtesignals, jedoch eine Versteilerung von Signalsprüngen und damit eine Erhöhung der Bildschärfe insbesondere bei feinen Bilddetails bewirken. Bei derartigen Schaltungen wird z.B. dem Leuchtdichtesignal ein Korrektursignal hinzugefügt, das durch zweifache Differ entiation jeweils mit einer anschließenden Amplitudenbegren zung gewonnen ist. Die Amplitude des dem Leuchtdichtesignal hinzugefügten Korrektursignals ist dabei aber begrenzt, da sonst insbesondere durch Übersprechen aus dem Farbkanal bei senkrechten Bildkanten Störungen in Form eines Flimmerns auf treten.To increase the sharpness in the horizontal direction are also so-called crispening circuits known, although none Increasing the bandwidth of the luminance signal, however, one Steepening of signal jumps and thus an increase in Effect sharpness especially with fine image details. In such circuits e.g. the luminance signal added a correction signal, which is replaced by two differences entiation with a subsequent amplitude limit is won. The amplitude of the luminance signal added correction signal is limited because otherwise in particular by crosstalk from the color channel vertical picture edges disturbances in the form of flickering to step.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Aufbereitung des Leuchtdichtesignals zu schaffen, die hin sichtlich Trennung des Leuchtdichtesignals vom Farbträger und Erhöhung der Bildschärfe eine wirkungsvolle Verbesserung des Leuchtdichtesignals bewirkt.The invention has for its object a circuit for Preparation of the luminance signal to create the down Visible separation of the luminance signal from the ink carrier and increasing the sharpness of the image is an effective improvement of the luminance signal.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin dung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the inven in claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße Kombination von zwei an sich be kannten Schaltungen ergibt sich eine überraschend wirkungs volle und deutlich wahrnehmbare Verbesserung bei der Bildwie dergabe. Das Kammfilter hat dabei die Aufgabe, Signalreste des Farbträgers im Leuchtdichtesignal auf ein Minimum zu ver ringern und dadurch das Übersprechen des Farbträgers in das Leuchtdichtesignal, das bei hohen Frequenzen des Leuchtdich tesignals zu Farbflimmern führt, möglichst gering zu halten. Die Schaltung zur Erhöhung der Bildschärfe indessen bewirkt zusätzlich eine Versteilerung von Signalsprüngen, also eine Erhöhung der Bildschärfe in Horizontalrichtung. Dabei ergibt sich der folgende überraschende Vorteil: Durch die Anwendung des Kammfilters im Signalweg vor der genannten Schaltung zur Erhöhung der Bildschärfe kann die Amplitude des dem Leucht dichtesignal zur Bildschärfeerhöhung hinzugefügten Korrektur signals auf größere Werte eingestellt werden als ohne Anwen dung des Kammfilters, ohne daß dabei die sonst störenden Flimmererscheinungen bei feinen Bilddetails auftreten. Die insgesamt durch die erfindungsgemäße Schaltung erzielten Vor teile gehen also über die Summe der Vorteile hinaus, die durch das Kammfilter und die Schaltung zur Erhöhung der Bild schärfe allein erzielbar sind. Das Kammfilter kann analog oder auch digital arbeiten.By the combination of two according to the invention Known circuits are surprisingly effective full and clearly noticeable improvement in the image surrender. The comb filter has the task of signal residues of the color carrier in the luminance signal to a minimum wrestle and thereby the crosstalk of the color carrier in the Luminance signal which is emitted at high frequencies tesignals leads to color flicker, to keep it as low as possible. The circuit for increasing the image sharpness, however, causes additionally a steepening of signal jumps, i.e. one Increased sharpness in the horizontal direction. Here results the following surprising advantage: Through the application of the comb filter in the signal path before the circuit mentioned Increasing the sharpness of the image can reduce the amplitude of the light Density signal added correction to increase sharpness signals are set to larger values than without users the comb filter, without the otherwise annoying Flickering occurs with fine image details. The overall achieved by the circuit according to the invention So parts go beyond the sum of the benefits that through the comb filter and the circuit to increase the image sharpness can be achieved alone. The comb filter can be analog or work digitally.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigenTwo embodiments of the invention are as follows explained using the drawing. Show in it

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer zweifachen Differentiation zur Gewinnung des Korrektursignals, Fig. 1 shows a first embodiment with a two-fold differentiation for the production of the correction signal,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Cosinusentzerrer zur Gewinnung des Korrektursi gnals und Fig. 2 shows a second embodiment with a cosine equalizer for obtaining the Korrektursi signal and

Fig. 3 Kurven zur Erläuterung der Schaltung nach Fig. 2. Fig. 3 curves for explaining the circuit of FIG. 2.

In Fig. 1 wird ein FBAS-Signal der PAL-Art von der Klemme 23 über den als Emitterfolger arbeitenden Transistor T 1, die Leitung 24, die Verzögerungsleitung 25 und den als Emitterfolger arbeitenden Transistor T 3 den Eingängen 12, 13 des ein Kammfilter darstellenden integrierten Schaltkreises 26 zugeführt. Die Verzögerungsleitung 25 hat eine Verzöge rungszeit von 620 ns und dient zum Laufzeitausgleich zwi schen dem Leuchtdichtesignal Y und dem Farbträger F. Die Ver zögerungsleitung 25 wirkt als Tiefpaß mit einer Grenzfre quenz von 6 MHz. Der Schaltkreis 26 ist vom Typ VC2063 der Fa. JVC. An die Klemmen 18, 19 und 20, 22 des Schaltkreises 26 sind die für die Funktion als PAL-Kammfilter notwendigen Verzögerungsleitungen VL 1 und VL 2 angeschlossen. Die Verzöge rungsleitungen VL 1 und VL 2 bewirken je eine Verzögerung um die Dauer von zwei Zeilen. Die genaue Verzögerungszeit be trägt 127,889 µs. An die Klemmen 5, 6 ist das Bandfilter 35 mit einem Durchlaßbereich von 4,43 MHz ±500 kHz mit einer Verzögerungszeit von 420 ns angeschlossen. An die Klemme 4 des Schaltkreises 26 ist der Tiefpaß 36 mit einer Grenzfre quenz von 6 MHz und der Verzögerungszeit von 385 ns ange schlossen, dessen Ausgang über den als Emitterfolger arbei tenden Transistor T 2 an die Klemme 3 des Schaltkreises 26 angeschlossen ist. Der modulierte Farbträger F gelangt vom Emitter des Transistors T 1 über den Bandpaß 37 mit einem Durchlaßbereich von 4,43 MHz ±1 MHz und einer Gruppenlauf zeit von 190 ns auf die Klemme 1 des Schaltkreises 26. Der Schaltkreis 26 bildet zusammen mit den peripheren Bauteilen ein Kammfilter K, das periodische Sperrstellen und Durchlaß stellen für das Leuchtdichtesignal Y bzw. den modulierten Farbträger F aufweist. Das Kammfilter K liefert an dem Aus gang 27 das Leuchtdichtesignal Y, das durch die Wirkung des Kammfilters vom Farbträger befreit ist. Am Ausgang 28 lie fert das Kammfilter K den modulierten Farbträger F, der wei testgehend vom Leuchtdichtesignal befreit ist und einem nicht näher dargestellten Farbkanal zugeführt wird. Das Kamm filter K kann analog oder digital arbeiten. Derartige Kamm filter für ein PAL-Signal sind beschrieben in den älteren Patentanmeldungen P 38 33 692 und P 38 36 043.In Fig. 1 an FBAS signal of the PAL type from the terminal 23 via the transistor T 1 working as an emitter follower, the line 24 , the delay line 25 and the transistor T 3 working as an emitter follower are the inputs 12 , 13 of the comb filter Integrated circuit 26 supplied. The delay line 25 has a delay time of 620 ns and serves to compensate for the delay between the luminance signal Y and the ink carrier F. The delay line 25 acts as a low-pass filter with a limit frequency of 6 MHz. The circuit 26 is of the type VC2063 from JVC. The delay lines VL 1 and VL 2 necessary for the function as a PAL comb filter are connected to the terminals 18 , 19 and 20 , 22 of the circuit 26 . The delay lines VL 1 and VL 2 each cause a delay of two lines. The exact delay time is 127.889 µs. The band filter 35 with a pass band of 4.43 MHz ± 500 kHz with a delay time of 420 ns is connected to the terminals 5 , 6 . At the terminal 4 of the circuit 26 , the low-pass filter 36 is connected with a limit frequency of 6 MHz and the delay time of 385 ns, the output of which is connected to the terminal 3 of the circuit 26 via the transistor T 2 working as an emitter follower. The modulated color carrier F passes from the emitter of transistor T 1 via bandpass 37 with a pass band of 4.43 MHz ± 1 MHz and a group delay of 190 ns to terminal 1 of circuit 26 . The circuit 26 forms, together with the peripheral components, a comb filter K , which has periodic blocking points and passages for the luminance signal Y and the modulated color carrier F. The comb filter K supplies the luminance signal Y at the output 27 , which is freed from the ink carrier by the action of the comb filter. At the output 28, the comb filter K produces the modulated color carrier F , which is freed from the luminance signal in a white test and is supplied to a color channel (not shown in more detail). The comb filter K can work analog or digital. Such comb filters for a PAL signal are described in the earlier patent applications P 38 33 692 and P 38 36 043.

Der Ausgang 27 des Kammfilters K ist mit dem Eingang 29 der sogenannten Crispening-Schaltung C zur Erhöhung der Bild schärfe in Horizontalrichtung verbunden. In der Schaltung C gelangt das Leuchtdichtesignal Y über den als Emitterfolger arbeitenden Transistor T 4 auf den Transistor T 5. In dessen Kollektorkreis liegt eine Spule L 1, die das Signal Y diffe renziert. Parallel zu L 1 liegt die Diodenschaltung D 1, die eine Amplitudenbegrenzung des einmal differenzierten Signals Y bewirkt. Das einmal differenzierte Signal Y gelangt über den als Emitterfolger arbeitenden Transistor T 6 auf den Tran sistor T 7. In dessen Kollektorkreis liegt die Spule L 2, die eine zweite Differentiation des Signals bewirkt. Die Dioden schaltung D 2 bewirkt eine Amplitudenbegrenzung des zweimal differenzierten Signals Y. Die dadurch gewonnene Korrektur spannung Uk gelangt über den Transistor T 8 auf den Schal tungspunkt 30 an der Basis des Transistors T 10, dem anderer seits vom Emitter des Transistors T 4 über die zum Laufzeit ausgleich dienende Verzögerungsstufe 31 und den Transistor T 9 das Leuchtdichtesignal Y zugeführt wird. In der durch die Transistoren T 10 und T 11 gebildeten Addierstufe wird dem Leuchtdichtesignal Y das Korrektursignal Uk zur Bildschärfe erhöhung hinzugefügt. Das hinsichtlich Bildschärfe korrigier te Leuchtdichtesignal Yk gelangt über den Transistor T 12 auf den Ausgang 32 und steht dort als korrigiertes Leuchtdichte signal Yk mit erhöhter Bildschärfe in Horizontalrichtung zur Verfügung. Die Amplitude des Signals ist mit dem Potentiome ter 33 auf den gewünschten Wert von z.B. 1 Vss einstellbar. Eine derartige Crispening-Schaltung ist näher beschrieben in der EP-PS 00 77 010.The output 27 of the comb filter K is connected to the input 29 of the so-called crispening circuit C to increase the sharpness of the image in the horizontal direction. In the circuit C , the luminance signal Y reaches the transistor T 5 via the transistor T 4 operating as an emitter follower. In its collector circuit is a coil L 1 , which differentiates the signal Y diffe. Parallel to L 1 is the diode circuit D 1 , which limits the amplitude of the signal Y , which has been differentiated once. The signal Y , once differentiated, arrives at transistor T 7 via transistor T 6 , which operates as an emitter follower. In its collector circuit lies the coil L 2 , which causes a second differentiation of the signal. The diode circuit D 2 causes an amplitude limitation of the twice differentiated signal Y. The correction voltage Uk obtained thereby passes through the transistor T 8 to the switching point 30 at the base of the transistor T 10 , the other hand from the emitter of the transistor T 4 via the delay stage 31 serving to compensate for runtime and the transistor T 9, the luminance signal Y is fed. In through the transistors T 10 and T 11 formed adder the luminance signal Y is the correction signal Uk for image sharpness added to increase. The terms of image sharpness te Corrected luminance signal Yk passes via the transistor T 12 to the output 32 and is there as a corrected luminance signal Yk with increased sharpness in the horizontal direction is available. The amplitude of the signal can be adjusted with the potentiometer 33 to the desired value of, for example, 1 Vpp. Such a crispening circuit is described in more detail in EP-PS 00 77 010.

Die Amplitude des Korrektursignals Uk und damit das Maß der Bildschärfeerhöhung sind mit dem Potentiometer 34 einstell bar. Durch die Wirkung des Kammfilters K, das eine optimale Trennung von Y und F ohne nennenswerte Farbträgerreste in Y bewirkt, kann die Amplitude Uk und damit das Maß der Bild schärfeerhöhung auf einen höheren Wert eingestellt werden als bei einem Leuchtdichtesignal Y, das nicht mit einem Kamm filter, sondern mit einem üblichen Bandfilter vom Farbträger F befreit wurde. Das Flimmern an den Schwarz-Weiß-Übergängen durch Farbträgerreste ist stark reduziert.The amplitude of the correction signal Uk and thus the degree of sharpness increase can be adjusted with the potentiometer 34 . Due to the effect of the comb filter K , which results in an optimal separation of Y and F without any noteworthy color carrier residues in Y , the amplitude Uk and thus the degree of image sharpness increase can be set to a higher value than with a luminance signal Y that is not with a comb filter, but was freed from the ink carrier F with a conventional band filter. The flickering at the black-and-white transitions due to ink carrier remains is greatly reduced.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Korrektur signal mit einem Cosinus-Entzerrer aus dem Leuchtdichtesi gnal gewonnen wird. Fig. 2 shows an embodiment in which the correction signal is obtained with a cosine equalizer from the luminance signal.

Fig. 3 zeigt, an welchen Punkten in Fig. 2 die Signale a bis g stehen. Das Leuchtdichtesignal Y wird dabei als ein Recht eckimpuls a) angenommen. Die beiden Addierstufen 1, 2 des Kammfilters K liefern das Leuchtdichtesignal Y und den Farb träger F. Y gelangt über den Verstärker 2 und den Widerstand 3 auf den Eingang der Laufzeitleitung 4. Die Laufzeitleitung 4 ist am Ausgang nicht angepaßt, wie durch den gestrichelt dargestellten, nicht vorhandenen Widerstand RA angedeutet ist. Es erfolgt daher eine Signalreflexion zurück auf den Eingang. Dadurch entsteht das Signal c, das sich aus dem Leuchtdichtesignal Y vom Verstärker 2 und dem in der Lauf zeitleitung 4 reflektierten Signal zusammensetzt. Das unverzögerte Signal gelangt über den Verstärker 5 auf die Subtrahierstufe 6, der andererseits das verzögerte Signal d über den Verstärker 7 zugeführt wird. Das Ausgangssignal e wird der Schwellwertstufe 8 zugeführt. Die Stufe 8 läßt nur Signalamplituden durch, die oberhalb eines positiven und un terhalb eines negativen Schwellwertes liegen. Dadurch werden Störsignale geringer Amplitude unterdrückt. Die Schaltung 8 ist vorzugsweise durch zwei im Signalweg liegende, antiparal lel geschaltete Dioden gebildet. Am Ausgang der Stufe 8 ent steht das Korrektursignal Uk, das an die Addierstufe 9 ge langt. Das unverzögerte Leuchtdichtesignal Y gemäß Kurve c wird außerdem über die Laufzeitleitung 31 und den Verstärker 10 der Addierstufe 9 zugeführt. Die Laufzeitleitung 31 dient zur Anpassung an die durch die Laufzeitleitung 4 eingeführte Signalverzögerung, damit die Signale Uk und f an den Eingän gen der Addierstufe 9 zeitlich übereinstimmen. Das Ausgangs signal g der Addierstufe 9 gelangt über den Verstärker 11 auf die Ausgangsklemme 32, an der das korrigierte Leuchtdich tesignal Yk entsprechend der Kurve g in Fig. 3 zur Verfügung steht. Die Verzögerungszeit der Laufzeitleitungen 4, 31 be trägt 125 ns. Die Verzögerung des reflektierten Signals am Eingang der Leitung 4 beträgt somit 250 ns. FIG. 3 shows at which points in FIG. 2 the signals a to g are located. The luminance signal Y is assumed to be a right corner pulse a ). The two adding stages 1 , 2 of the comb filter K deliver the luminance signal Y and the color carrier F. Y reaches the input of the delay line 4 via the amplifier 2 and the resistor 3 . The delay line 4 is not matched at the output, as indicated by the dashed line, which does not show the resistor RA . There is therefore a signal reflection back to the input. This results in the signal c , which is composed of the luminance signal Y from the amplifier 2 and the time line 4 reflected signal. The undelayed signal passes through the amplifier 5 to the subtracting stage 6 , which, on the other hand, supplies the delayed signal d via the amplifier 7 . The output signal e is fed to the threshold value stage 8 . Level 8 only allows signal amplitudes that are above a positive and below a negative threshold. This suppresses interference signals of low amplitude. The circuit 8 is preferably formed by two diodes connected in the signal path and connected antiparally. At the output of stage 8 is the correction signal Uk , which reaches the adder 9 ge. The undelayed luminance signal Y according to curve c is also fed to the adder 9 via the delay line 31 and the amplifier 10 . The delay line 31 is used to adapt to the signal delay introduced by the delay line 4 so that the signals Uk and f at the inputs of the adder 9 coincide in time. The output signal g of the adder 9 passes through the amplifier 11 to the output terminal 32 at which the corrected luminance signal Yk corresponding to the curve g in FIG. 3 is available. The delay time of the delay lines 4 , 31 be 125 ns. The delay of the reflected signal at the input of line 4 is thus 250 ns.

Der Farbträger wird über den Verstärker 12, die Laufzeitlei tung 13 und den Verstärker 14 der Klemme 28 zugeführt, an der der Farbträger vom Leuchtdichtesignal Y getrennt zur Ver fügung steht. Die Leitung 13 hat ebenfalls eine Verzögerungs zeit von 125 ns und dient zur Anpassung an die Laufzeiten im Weg des Leuchtdichtesignals, im wesentlichen bedingt durch die Laufzeitleitungen 4, 31.The color carrier is supplied via the amplifier 12, the Laufzeitlei tung 13 and the amplifier 14 is supplied to the terminal 28, is at the carrier of the color from the luminance signal Y separated for addition Ver. The line 13 also has a delay time of 125 ns and is used to adapt to the transit times in the path of the luminance signal, essentially due to the delay lines 4 , 31st

Claims

1. Circuit for processing a luminance signal with regard to image sharpness and separation from the color carrier, characterized by the combination of the following features:

a) in the signal path of the composite signal there is a comb filter ( K ) which supplies the luminance signal ( Y ) separated from the color carrier ( F ) at an output ( 27 ),
b) the output ( 27 ) of the comb filter ( K ) is connected to the input ( 29 ) of a circuit ( C ) for increasing the horizontal sharpness of the image, in which a correction signal (Uk) derived from the luminance signal (Uk) is added to the luminance signal ( Y ) .

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the comb filter ( K ) is an adaptive comb filter, in which the measure of the averaging of the signals from temporally on successive lines depends on the respective information jump in the vertical direction.

3. A circuit according to claim 1, characterized in that the correction signal (Uk) by two differentiation ( L 1 , L 2 ) each with subsequent amplitude limitation ( D 1 , D 2 ) from the luminance signal ( Y ) is won ( Fig . 1).

4. A circuit according to claim 1, characterized in that the correction signal (Uk) is obtained in a cosine equalizer ( C ) from the luminance signal ( Y ) ( Fig. 2, 3).

5. A circuit according to claim 4, characterized in that in the path of the correction signal there is a threshold circuit ( 8 ) which only allows signal components with an amplitude above a positive and below a negative threshold value ( Fig. 2).

6. A circuit according to claim 5, characterized in that the threshold circuit ( 8 ) contains two de, antiparallel connected diodes in the signal path.

7. Circuit according to claim 4, characterized in that the luminance signal ( Y ) once without delay and on the other via a delay line ( 4 ) to the two inputs of a correction signal ( e ) delivering subtra stage ( 6 ) is applied ( Fig. 2nd ).

8. A circuit according to claim 7, characterized in that the delay time of the delay line ( 4 ) is in the order of 125 ns.

9. A circuit according to claim 7, characterized in that the delay line ( 4 ) is not fitted at its output and thereby causes a signal reflection on the input.