DE4142782A1

DE4142782A1 - Variable chrominanz-filterung zur kodierung von tv-signalen

Info

Publication number: DE4142782A1
Application number: DE4142782A
Authority: DE
Inventors: Jon A Fairhurst
Original assignee: Grass Valley Group Inc
Current assignee: Grass Valley Group Inc
Priority date: 1990-12-26
Filing date: 1991-12-23
Publication date: 1992-07-02
Anticipated expiration: 2011-12-24
Also published as: GB9126682D0; US5150203A; DE4142782C2; JP2607410B2; JPH04293388A; GB2253321B; GB2253321A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Signalkodierung in der Farbfernsehtechnik, und insbesondere das Gebiet der selektiven Filterung des Chrominanz-Signals in einem Signalkodierer für Farbfernsehen.

Als die NTSC- und PAL-Fernsehsysteme entstanden, beruhte eines ihrer Schlüsselkonzepte auf dem Verhältnis zwischen den Chrominanz- und Luminanzbandbreiten. Es wurde argumentiert, daß aufgrund der stärkeren Empfindlichkeit des menschlichen Auges gegenüber Luminanzfeinheit im Gegensatz zu Chrominanz feinheit, und da die meisten Feinheiten in der realen Umgebung, und insbesondere menschliche Gesichter, im Luminanz bereich liegen, es möglich sei, die gesamte notwendige Chromi nanzfeinheit unter Verwendung einer engeren Bandbreite zu übertragen, als sie für die Übertragung der gesamten Luminanz feinheit erforderlich ist. Entsprechend wurde bestimmt, daß das Chrominanzsignal in seiner Bandbreite begrenzt sein könne, wodurch es dann mit dem Luminanzsignal dasselbe Spektrum teilen könnte, indem es als trägerunterdrückte Amplituden modulationskomponenten in Phasenquadratur auf den die Luminanz tragenden Hauptträger eingeprägt und durch Demodulation im Dekodierverfahren erfolgreich herausgetrennt wird.

Seit dieser strategischen Entscheidung haben Entwicklungsinge nieure von Farbfernsehkodierern und -dekodierern versucht, die Nebenwirkungen dieser Bandbreitenteilung zu überwinden. Auf grund der spektralen Überlappung zwischen den Luminanz- und Chrominanzinformationen hat es sich als praktisch unmöglich erwiesen, die beiden restlos zu trennen. Bedingt durch die un vollständige Trennung dieser beiden Signale ergibt sich eine Verfärbung der Chrominanzsignalkomponente aufgrund der Lumi nanzkomponente. Das Ergebnis dieser Verfärbung wird als "Cross-Color" (das Übersprechen des Luminanzsignals ins Chrominanzsignal) bezeichnet, und ergibt die bekannten "Regen bogen"-Erscheinungen. Die Verschiebung der Chrominanzkompo nente in die Luminanzsignalkomponente ist als "Cross-Luminanz" oder "Dot-Crawl" (Punktwanderung) bekannt.

Obwohl es sich als äußerst schwierig erwiesen hat, diese Erscheinungen völlig zu eliminieren, wurden eine Vielzahl von Vorrichtungen erfunden, um sie zu reduzieren und die Fälle zu begrenzen, in denen sie auftreten. Dementsprechend verringert sich bei modernen Fernsehsystemen das Auftreten dieser Er scheinungen stetig, nachdem diese Erfindungen ihren Platz in der Industrie einnehmen. Es werden nunmehr in großem Umfang Kammfilter verwendet, sowohl in Kodierern als auch in Deko dierern, und sowohl in der horizontalen (beieinanderliegende Bildpunkte auf derselben Zeile) als auch in der vertikalen Dimension (gleiche Bildpunktstellen konsekutiver Zeilen), und sogar in der dritten Dimension konsekutiver Bilder.

Im Stand der Technik finden sich nun zahlreiche Variationen des Versuches, die eine oder die andere Facette dieses Problems zu lösen. Es wurden verschiedene Schemen zur Filterung am Empfänger/Dekodierer verwendet. Die U.S.- Patentschrift Nr. 46 86 561 offenbart beispielsweise die Kammfilterung des zusammengesetzten Farbvideosignals zur Erzeugung kammgefilterter Chrominanz- und Luminanzsignale. Ein Basisband-Farbdifferenzsignal wird aus dem kammgefilterten Chrominanzsignal erzeugt und das Vorliegen hochfrequenter Information in dem Basisband-Farbdifferenzsignal wird erfaßt. Die Bandbreite des niederfrequenten Abschnittes des kammge filterten Chrominanzsignals, das auf das kammgefilterte Luminanzsignal zurückgespeichert wird, wird als Reaktion auf ein Steuersignal verändert, das von der erfaßten Präsenz der hochfrequenten Information in dem Basisband-Farbdifferenz signal abgeleitet wird.

Ein weiterer Ansatz ist in der US-Patentschrift Nr. 46 51 196 beschrieben. Bei diesem Ansatz wird das adaptive Bandfilter so gesteuert, daß es bei Vorliegen einer erheblichen Menge relativ hochfrequenter vertikaler Bildfeinheitsinformationen eine enge Bandbreite und ansonsten eine breite Bandbreite hat.

In der US-Patentschrift Nr. 47 31 660 wird eine variable Schwellenschaltung von einem Signal gesteuert, welches als Funktion zumindest eines des Luminanzdiagonalübergangspegel, des Chrominanzpegels und der gemittelten Luminanzaktivität im Spektrum in der Nähe des Farbhilfsträgers abgeleitet wird.

Die US-Patentschrift Nr. 49 16 526 offenbart ein Verfahren zur Verringerung der Bandbreite einer Chrominanzbahn zur Reduzie rung von "Cross-Color"-Erscheinungen (Übersprechen des Luminanz- in das Chrominanzsignal). Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Erfassens des Pegels der Chrominanzkomponente des Signals; Entwickeln eines Steuersignals aus dem erfaßten Pegel; und Steuerung der Bandbreite der Chrominanzbahn gemäß dem Steuersignal, um die Bandbreite nur dann zu verringern, wenn die Chrominanzkomponente sich auf einem Pegel unterhalb einer vorbestimmten Schwelle befindet. Ein fakultativer wei terer Schritt besteht darin, einen vorbestimmten minimalen Schwellenwert des Chrominanzpegels zu etablieren, unterhalb welchem das Steuersignal nicht erzeugt wird.

Schließlich offenbart die US-Patentschrift Nr. 41 67 020 die Erfassung verzögerter und unverzögerter Versionen des Video signals, worin die Verzögerungsmenge einem Intervall ent spricht, während welchem schnelle Luminanzübergänge auftreten können, die hochfrequente Signale innerhalb des Chrominanz- Paßbandes erzeugen können. Die Erfassungs-Multiplizierschal tung erzeugt ein Steuersignal, welches das Vorliegen der Lumi nanzübergänge anzeigt. Das Steuersignal wird dann zur Steue rung des Verarbeitungskanals des Chrominanzsignals verwendet.

Ein weiterer Ansatz zur Verringerung dieser unerwünschten Erscheinungen ist es, entweder das Chrominanz- oder das Luminanzsignal oder beide Signale im Farbfernsehsignalkodierer vor Modulation und Übertragung vorzufiltern. Die US-Patent schrift Nr. 48 49 808 offenbart einen Ansatz, der vertikales Filtern sowohl des Chrominanz- als auch des Luminanzsignales unabhängig voneinander verwendet.

Die US-Patentschrift Nr. 46 56 502 offenbart ein Kodier verfahren, bei dem steigende Anteile höherfrequenter Komponenten des Luminanzsignals von dem Luminanzsignal subtrahiert werden, als Reaktion auf eine Steigerung der Anteile des Luminanzsignals, die innerhalb des Chrominanz- Hilfsträger-Bandpasses liegen.

Keiner der voranstehend beschriebenen Ansätze geht besonders effektiv mit einer besonderen Situation um, die auftreten kann, insbesondere da jetzt die Fernsehbilder nicht länger nur menschliche Gesichter und Hintergrund enthalten, sondern in zunehmendem Maße den Ausgang von Graphikgeneratoren und Gerä ten für Spezialeffekte. Ist der Pegel der Luminanzfeinheit sehr niedrig, ergibt sich bei Verwendung des normalen Ansatzes, nämlich der Opferung der Chrominanzfeinheit zur Verbesserung der Luminanzfeinheit, ein sehr weiches, ver waschenes und unscharfes Bild, das nur wenig Feinheit beider Arten aufweist.

Es wird daher ein Chrominanzfiltersystem gewünscht, welches die Chrominanzfeinheit bei ausreichender Luminanzfeinheit ver ringert, welches jedoch die Menge der reduzierten Chrominanz feinheit bei ausreichender Luminanzfeinheit begrenzt.

Zur Erläuterung der voranstehend beschriebenen Problematik: Wird ein Bild eines tiefroten Quadrates auf einem grünen Hintergrund erzeugt, in dem beide Farben hochgradig gesättigt sind und fast dieselben Luminanzwerte aufweisen, würde man durch Veränderung der Chrominanzbandbreite des Kodierers, so daß die Punktwanderung ("Punkt-Crawl") gegen Bildweichheit abgeglichen wird, feststellen, daß ein geringes Maß Punktwan derung subjektiv für den Betrachter nützlich ist. Dies ist dadurch bedingt, daß der Luminanzinhalt der Punktwanderung dazu beiträgt, die Grenze zwischen den beiden Farben zu defi nieren. Bei Verringerung der Chrominanzbandbreite verringern sich auch die Chrominanzfeinheit und die Punktwanderung, wo durch die Grenze zwischen Vordergrund und Hintergrund ver schwommen wird.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Chrominanzfiltersystem zur Verfügung zu stellen, welches bei Vorliegen ausreichender Luminanzfeinheit die Chrominanzfein heit verringert, das jedoch begrenzt, wieviel Chrominanzfein heit verringert wird, wenn ungenügend Luminanzfeinheit vor liegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung wird ein Chrominanzeingangssignal an ein Hochpaßfilter und eine geeignete Verzögerungsschaltung gelegt. Der Ausgang des Hochpaßfilters, C_hp, ist ein Signal, das die Chrominanz feinheit anzeigt. Es wird an den Eingang einer bipolaren Begrenzungsschaltung gelegt, die auch ein Steuersignal empfängt, welches die Luminanzfeinheit, |Y_hp|, anzeigt oder begrenzt. Das Steuersignal wird durch Hochpaßfilterung des Luminanzsignals zur Erzeugung eines hochpaßgefilterten Lumi nanzsignals, Y_hp, abgeleitet. Dieses Signal wird dann gleichge richtet und tiefpaßgefiltert, um einen Absolutwert des hoch paßgefilterten Luminanzsignals, |Y_hp|, zu erzeugen. |Y_hp| wird dann durch Multiplikation mit einer ersten Konstante skaliert und durch Addition zu einer zweiten Konstante versetzt, um |Y_hp′| zu erzeugen. |Y_hp′| wird dann begrenzt, so daß es zwi schen einem minimalen und einem maximalen Wert liegt, um das Steuersignal |Y_hp′|_begrenzt zu erzeugen. Die bipolare Begren zungsschaltung zwingt C_hp, C_hpc gemäß den folgenden Verhält nissen zu erzeugen: Ist C_hp < oder = 0, dann ist C_hpc < oder = |Y_hp′|_begrenzt; oder bei C_hp < 0′ ist C_hpc < oder = -|Y_hp′|_begrenzt. Die erste und die zweite Konstante und der Mindest- und der Höchstwert werden empirisch optimiert.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird in dem abschließenden Abschnitt dieser Schrift insbesondere hervor gehoben und im einzelnen beansprucht. Sowohl die Betriebsor ganisation als auch das Betriebsverfahren, zusammen mit ihren weiteren Merkmalen, Vorteilen und Zielen, sind unter Bezug nahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen am besten verständlich.

Es zeigen

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Farbfern sehsignalkodierers, welcher zwei variable Chromi nanzfilter gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen variablen Chrominanzfilters;

Fig. 3 eine Kurve, die das Verhältnis zwischen Y_hp und |Y_hp′|_begrenzt darstellt,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausfüh rungsform des variablen Chrominanzfilters gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Kurve von C_hpc gegenüber C_hp gemäß der bevorzug ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines vertikalen Filters.

Die Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Farb fernsehsignalkodierers, der variable Chrominanzfilter 4, 5 und 7 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Rote, grüne und blaue Eingänge von einer Kamera oder einer anderen Quelle wer den an eine Y-Matrix 1, eine I- (oder U-) Matrix 2, und eine Q- (oder V-) Matrix 3 gelegt. Die I- und Q-Ausgänge der I- Matrix 2 und Q-Matrix 3 werden jeweils durch variable Chromi nanz I- (oder U-) und Q- (oder V-) Filter 4 bzw. 5 horizontal gefiltert, welche auch das Luminanzsignal Y empfangen. Die jeweiligen Ausgänge von horizontalen variablen Chrominanz filtern 4 und 5, I_vfh bzw. Q_vfh, werden dann bei 2f_sc durch einen Multiplexer 6 zusammenmultiplexiert, um ein Chrominanzsignal zu erzeugen, das horizontal variabel gefiltert wurde, C_vfh. Ein Verzögerungselement 8 stimmt die Verzögerungen durch variable Chrominanzfilter 4 und 5 und Multiplexer 6 ab.

Das variabel horizontal gefilterte Chrominanzsignal, C_vfh, des Multiplexers 6 wird an einen Eingang eines variablen Chromi nanzfilters 7 gelegt, welches in der vertikalen Dimension filtert. Das vertikale variable Chrominanzfilter 7 hat auch das verzögerte Luminanzsignal Y_d als Eingang. Der Ausgang des vertikalen variablen Chrominanzfilters 7, C_vf, wird von einem 2er-Komplement-Modulator 50 moduliert, um ein endgültiges Chrominanzsignal, C, zu erzeugen. Das endgültige Chrominanz signal C wird dann von einer Summatierungsschaltung 10 zu dem zweimal verzögerten Luminanzsignal Y_dd addiert, wobei die Summatierungsschaltung 10 auch die sync- und burst-Informa tion hinzu addiert. In einem analogen System würden der Multi plexer 6, der 2er-Komplement-Modulator 50 und die Summatie rungsschaltung 10 durch einen Quadraturmodulator und Mischer nach der variablen Chrominanzfilterung in der vertikalen Dimension ersetzt.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der variablen Chrominanzfilter 4, 5 oder 7 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Chrominanzeingangssignal wird an ein Hochpaß filter 11 und eine Verzögerungsschaltung 12 gelegt. Die Verzö gerung der Verzögerungsschaltung 12 wird so gewählt, daß sie der Verzögerung durch das Hochpaßfilter 11 und einen Multipli zierer 14 entspricht. Das Hochpaßfilter 11 hat typischerweise eine Grenzfrequenz von ca. 250 kHz. Der Ausgang des Hochpaß filters 11 ist ein Chrominanzfeinheitssignal, C_hp, für hochpaßgefilterte Chrominanz, das an einen Eingang eines Multiplizierers 14 gelegt wird.

Ein Luminanzeingang wird an ein Hochpaßfilter 16 gelegt, um ein hochpaßgefiltertes Luminanzsignal Y_hp zu erzeugen. Das Hochpaßfilter 16 hat üblicherweise eine Grenzfrequenz von ca. 500 kHz. Der Ausgang des Hochpaßfilters 16 wird dann durch Gleichrichter- und Tiefpaßfilterschaltungen 17 gleichgerichtet und tiefpaßgefiltert, um |Y_hp| zu erzeugen, ein Signal, das die Luminanz-Hochfrequenzaktivität angibt.

In den Fig. 3 wie auch 2 wird der Absolutwert des hochpaß gefilterten Luminanzsignals, |Y_hp|, an den Eingang einer Skalierungs- und Versetzungsschaltung 18 gelegt, die |Y_hp| zu seiner Skalierung mit einer ersten Konstante, C1, multipli ziert, und eine zweite Konstante, C0, zu seiner Versetzung hinzuaddiert, was |Y_hp′| ergibt, den skalierten und versetzten Absolutwert des Luminanzsignals.

Der skalierte und versetzte Absolutwert des Luminanzsignals, |Y_hp′| wird an eine Begrenzungsschaltung 19 gelegt, die seinen Höchstwert so begrenzt, daß er weniger als eine dritte Kon stante C3 beträgt, welche vorzugsweise gleich zur Einheit ist, was einen begrenzten, skalierten und versetzten Absolutwert der Luminanz, |Y_hp′|_begrenzt, ergibt, ein Luminanzfein heitssignal.

Der begrenzte, skalierte und versetzte Absolutwert der Lumi nanz, |Y_hp′|_begrenzt, wird an den anderen Eingang des Multi plizierers 14 gelegt, wo er zur Skalierung des hochpaßgefil terten Chrominanzsignals, C_hp, verwendet wird. Das skalierte, hochpaßgefilterte Chrominanzsignal, C_hps, wird von einem Kombinierer 21 mit dem verzögerten Chrominanzsignal, C_d, kombiniert, um ein variabel gefiltertes Chrominanzsignal C_vf zu erzeugen. Typischerweise ist der Kombinierer 21 eine Summatie rungsschaltung 22, er könnte jedoch jedwede andere mathe matische Funktion haben, welche ein ähnliches Ergebnis erzie len würde, d. h. eine Verringerung von C_d gemäß |Y_hp′|_begrenzt. Wenn der Kombinierer 21 aus einer Summatierungsschaltung 22 besteht, dann wird das skalierte hochpaßgefilterte Chrominanz signal, C_hps, an einen negativen Anschluß der Summatierungs schaltung 22 gelegt und das verzögerte Chrominanzsignal C_d wird an den positiven Eingang gelegt. Der Ausgang der Summa tierungsschaltung 22 ist dann das variabel gefilterte Chrominanzsignal C_vf.

C0 bestimmt die Mindestmenge, mit der der hochfrequente Ab schnitt des Chrominanzsignals ungeachtet des Pegels der Hoch frequenzaktivität in dem Luminanzsignal multipliziert werden wird.

Typischerweise hat C0 einen Wert zwischen 0,00 und 0,25, wobei ein bevorzugter Wert davon abhängt, welche Filterart verwendet wird, in welcher Dimension es verwendet wird, und was die Bedienungsperson oder der Designingenieur bevorzugen.

C1 ist der Skalierungsfaktor und bestimmt die Steigung der Diagonalzeile in Fig. 3. Der Wert von C1 schwankt mit der für die Koeffizienten im Luminanzhochpaßfilter 16 getroffenen Wahl und dem gewünschten Signalverhalten. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß C1 so gewählt werden sollte, daß ein deut lich erkennbarer Kantenluminanzübergang einen Wert von Eins oder höher in |Y_hp′| erzeugt.

C3 bestimmt die maximale Menge hochfrequenter Energie, die aus dem verzögerten Chrominanzsignal entfernt werden kann, um den Chrominanzausgang zu erzeugen, und wird üblicherweise und bevorzugt auf Eins gesetzt, obgleich andere Werte in der Nähe von Eins für einige Anwendungen erwünscht sein können. Der Bedienungsperson kann ein gewisses Maß an Einfluß auf die Wahl von C0, C1 und C3 verfügbar gemacht werden, jedoch vorzugs weise nur innerhalb eines Bereiches allgemein akzeptabler Werte.

Die erste Ausführungsform des variablen Chrominanzfilters, wie sie in Fig. 2 dargestellt und voranstehend beschrieben ist, erfordert einen Multiplizierer 14 und Multiplizierer sind üblicherweise in bezug auf Kosten, Leistung und Schaltungs fläche aufwendig. In Fig. 4 ist eine bevorzugte Ausführungs form der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der kein Multiplizierer 14 erforderlich ist und eine Möglichkeit zur Steuerung der Chrominanz-Filterungsmenge auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen dem Pegel hochfrequenter Chrominanz aktivität und dem Pegel hochfrequenter Luminanzaktivität vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform sind die Hochpaß filter 11 und 16, die Gleichrichter- und Tiefpaßfilter schaltungen 17, die Verzögerung 12 und der Kombinierer 21 (allgemein Summatierungsschaltung 22) dieselben wie in der Ausführungsform nach Fig. 2, außer daß die Verzögerungs schaltung 12 nun der Verzögerung durch das Hochpaßfilter 11 und die bipolare Begrenzungsschaltung 15 (anstelle des Multiplizierers 14) gleichwertig sind. Bei dieser Ausführungs form wurde die Begrenzungsschaltung 19 durch die min-max- Begrenzungsschaltung 20 ersetzt, und der Multiplizierer 14 durch die bipolare Begrenzungsschaltung 15 ersetzt. Demgemäß ist |Y_hp′|_begrenzt jetzt in beide Richtungen begrenzt, d. h. es hat nicht nur einen Höchstwert C3, sondern auch einen Mindest wert C2. Ferner begrenzt die bipolare Begrenzungsschaltung 15 Jetzt C_hpc auf einen Wert, der niedriger ist als |Y_hp′|_begrenzt, wenn C_hp positiv ist, und höher als -|Y_hp′|_begrenzt, wenn C_hp negativ ist.

Ist in Fig. 5 |Y_hp′| größer als C3, was einen hohen Pegel an Luminanzfeinheit anzeigt, wird C_hp auf die höchsten positiven und niedrigsten negativen Pegel begrenzt, und ein hoher, aber nicht unbegrenzter Pegel der Chrominanzfilterung tritt auf. Ist |Y_hp′| niedriger als C2, was auf einen niedrigen Pegel von Luminanzfeinheit deutet, wird C_hp so begrenzt, daß es niedriger als C2 und höher als -C2 ist, und es ergibt sich nur ein begrenztes Maß von Chrominanzfilterung. Und wenn |Y_hp′| zwischen C2 und C3 liegt, was einen Pegel der Luminanzfeinheit anzeigt, der innerhalb eines gemäßigten Bereiches liegt, wird C_hp auf einen variablen Zwischenpegel begrenzt, der propor tional zu dem Wert von |Y_hp′| ist, und es ergibt sich ein proportionaler Zwischenpegel der Chrominanzfilterung.

In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform bestimmt C2 die minimale Menge an hochfrequentem Chrominanzinhalt, der von dem ursprünglichen Chrominanzsignal ungeachtet des hochfrequen ten Luminanzinhaltes subtrahiert werden kann.

Typischerweise wird C2 einen Wert zwischen 0% und 25% des maximal erwarteten Chrominanzwertes haben.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, hat sich die Rolle von C0 durch die Anwesenheit von C2 verändert. C0 gibt nunmehr nicht mehr sowohl Versetzung und Minimum an, wie in Fig. 2, sondern nur eine Versetzung zum Pegel der offensichtlich vorliegenden hochfrequenten Luminanz, wobei der minimale Wert von |Y_hp′|_begrenzt von C2 bestimmt wird. Die von C0 bewirkte Versetzung macht |Y_hp′| größer und C3 tritt daher früher auf.

Die bevorzugte Ausführungsform des variablen Chrominanzfilters der vorliegenden Erfindung begrenzt die Chrominanzfeinheit, d. h. die hochfrequenten Komponenten, auf der Grundlage der relativen Mengen vorliegender Chrominanz- und Luminanzfein heit und kann ohne Bedarf nach vollständiger Multiplikation implementiert werden. Das Verhältnis zwischen Chrominanz- und Luminanzfeinheit läßt sich mit den Koeffizienten C1, dem Skalierungsfaktor, und C0, der Versetzungskonstante, einstel len. Ein minimales Maß Chrominanzfeinheit, das ungeachtet des Pegels vorliegender Luminanzfeinheit entfernt wird, läßt sich durch Änderung von C2, der minimalen Grenze für |Y_hp′|, eta blieren, während der absolute Maximalpegel der Chrominanz feinheit, die entfernbar ist, von C3, der maximalen Grenze für |Y_hp′|, gesteuert wird.

Beide voranstehend beschriebenen Ausführungsformen des variablen Chrominanzfilters lassen sich in der vertikalen, der horizontalen oder in beiden Dimensionen verwenden. Bei einer bevorzugten Verwendung der Filter, wie sie in Fig. 1 darge stellt sind, wird eine Stufe zur horizontalen Filterung und eine weitere Stufe zur vertikalen Filterung verwendet.

Zur Verwendung des variablen Chrominanzfilters in der verti kalen Dimension sollten die Hochpaßfilter 11 und 16 in Fig. 2 und 4 so implementiert werden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Das Eingangssignal wird an ein Zeilenverzögerungselement 32 gelegt und mit dem Koeffizienten K1 im obersten Element 36 eines Kammfilters multipliziert. Der Ausgang des Zeilenver zögerungselementes 32 wird an ein weiteres Zeilenverzögerungs element 34 gelegt und mit dem Koeffizienten K2 in einem mitt leren Element 38 des Kammfilters multipliziert. Der Ausgang des Zeilenverzögerungselementes 34 wird mit dem Koeffizienten K3 in einem untersten Element 40 des Kammfilters multipli ziert. Die Koeffizienten K1 und K3 sind normalerweise -1/4, und der Koeffizient K3 ist dann +1/2. Die Ergebnisse der Multiplikation mit allen drei Koeffizienten werden von einer Summatierungsschaltung 42 summiert, um den vertikal hochpaßge filterten Ausgang zu erzeugen.

Wird ein vertikales variables Chrominanzfilter verwendet, wie voranstehend beschrieben, sollte das Verzögerungselement 12 in Fig. 2 und 4 um eine Zeilenverzögerung verlängert werden. Komplexere vertikale Filter lassen sich auch durch Erhöhung der Anzahl der Zeilenverzögerungselemente und Koeffizienten sowie durch Veränderung der Koeffizientenwerte ausführen, wie es im Stand der Technik wohlbekannt ist. Und obgleich die Verzögerung durch die Luminanz- und Chrominanz-Hochpaßfilter übereinstimmen sollte, müssen die beiden Filter kein identisches Ansprechen haben.

Während die variablen Chrominanzfilter der vorliegenden Erfindung gewöhnlich auf multiplexierte Art von Bildpunkt zu Bildpunkt verwendet werden, um sowohl U- und V- oder I- und Q- Komponenten zu filtern, wäre es in einigen Fällen, d. h. bei horizontaler Filterung für NTSC-Systeme ohne andere Filterung zur Erzielung einer Bandpaßbegrenzung wünschenswert, zwei separate Filter für die unterschiedlichen Bandbreiten der I- und Q-Komponenten zu haben, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Das variable Chrominanzfilter der vorliegenden Erfindung ist zur Verwendung in Kodierern geeignet, wobei es wünschenswert ist, die Chrominanzfeinheit in gewissem Maße zu verringern, um die Punktwanderungserscheinungen zu begrenzen. Das bei der Dekodierung zu lösende Problem ist jedoch anderer Natur. Im Verlauf der Kodierung eines Chrominanzsignals zu einem zusam mengesetzten Signal und anschließende Trennung des Chrominanz signals von dem Luminanzsignal geht weitere Chrominanzfeinheit verloren, wobei die Energie stattdessen an die Punktwande rungserscheinungen geht. Die Verwendung des in Fig. 4 darge stellten variablen Chrominanzfilters würde die Chrominanz weiter verringern, was nicht erwünscht ist.

Wird jedoch das negative Vorzeichen auf dem Eingang des C_hpc- Eingangs an die Summatierungsschaltung 22 zu einem positiven Vorzeichen verändert, ergibt sich ein additives variables Chrominanzfilter, das zur Wiederherstellung der Chrominanz in einem Dekodierer geeignet ist. Wiederum ist die Ausführungs form aus Fig. 4 der Ausführungsform aus Fig. 2 vorzuziehen, da sie keinen Multiplizierer erfordert und ein günstigeres Verhältnis zwischen hochfrequenten Luminanzpegeln und hochfrequenter Chrominanzentfernung erzielt.

Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen durchführbar sind, ohne von der Erfindung in ihren breiteren Aspekten abzugehen. Die nachfolgenden Ansprüche sollen daher alle derartigen Veränderungen und Modifikationen einschließen, die innerhalb des wahren Gedanken und Umfangs der Erfindung fallen.

Claims

1. Verfahren zur Filterung eines Chrominanzsignals, gekennzeichnet durch:
Erzeugung (11) eines Chrominanzfeinheitssignals aus dem Chrominanzsignal;
Verzögerung (12) des Chrominanzsignals zur Erzeugung eines verzögerten Chrominanzsignals;
Beschränkung (14, 15) des Chrominanzfeinheitssignals gemäß einem Luminanzfeinheitssignal zur Erzeugung eines begrenzten Chrominanzfeinheitssignals; und
Kombination (21) des begrenzten Chrominanzfeinheits signals mit dem verzögerten Chrominanzsignal zur Erzeu gung eines variabel gefilterten Chrominanzsignals.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschränkungs- (14, 15) Schritt einen Schritt der Begrenzung (15) des Chrominanzfeinheitssignals auf bipolare Art gemäß einem Luminanzfeinheitssignal umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschränkungs- (15) Schritt folgende Schritte umfaßt:
Hochpaßfilterung (16) eines Luminanzsignals zur Erzeugung eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
Gleichrichtung und Tiefpaßfilterung (17) des hoch paßgefilterten Luminanzsignals zur Erzeugung eines Absolutwertes des hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
Multiplikation (18) des Absolutwertes des hochpaß gefilterten Luminanzsignals mit einer ersten Konstante zur Erzeugung eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals mit skaliertem absolutem Wert; und
Addition (18) einer zweiten Konstante zu dem hoch paßgefilterten Luminanzsignal mit skaliertem Absolutwert zur Erzeugung des Luminanzfeinheitssignals.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsschritt weiterhin folgenden Schritt umfaßt: Begrenzung (20) des Luminanzfeinheitssignals, so daß es größer ist als ein durch eine dritte Konstante bestimmter Mindestwert, und kleiner als ein durch eine vierte Konstante bestimmter Höchstwert.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Konstante Eins oder die Einheit ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschränkungs-(14, 15) Schritt den Schritt der Skalierung (14) des Chrominanzfeinheitssignals gemäß einem Luminanzfeinheitssignal zur Erzeugung eines skalierten Chrominanzfeinheitssignals umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Skalierung (14) folgende Schritte umfaßt:
Hochpaßfilterung (16) eines Luminanzsignals zur Erzeugung eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
Gleichrichtung und Tiefpaßfilterung (17) des hochpaßgefilterten Luminanzsignals zur Erzeugung eines Absolutwertes eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
Multiplikation (18) des Absolutwertes des hoch paßgefilterten Luminanzsignals mit einer ersten Konstante zur Erzeugung eines skalierten hochpaßgefilterten Lumi nanzsignals mit skaliertem Absolutwert; und
Addition (18) einer zweiten Konstante zu dem hoch paßgefilterten Luminanzsignal mit skaliertem Absolutwert zur Erzeugung eines Luminanzfeinheitssignals.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsschritt weiterhin folgenden Schritt umfaßt: Begrenzung (19) des versetzten, skalierten hochpaß gefilterten Luminanzsignal, so daß es niedriger als ein durch eine dritte Konstante bestimmter Höchstwert ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Konstante Eins oder die Einheit ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kombinationsschritt die Subtraktion (22) des Chro minanzfeinheitssignals von dem verzögerten Chrominanz signal umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Kombinationsschritt die Addition (22) des Chrominanzfeinheitssignals zu dem Chrominanzsignal umfaßt.

12. Vorrichtung zur Filterung eines Chrominanzsignals, gekennzeichnet durch:
eine Vorrichtung zur Erzeugung (11) eines Chrominanzfeinheitssignals aus dem Chrominanzsignal;
eine Vorrichtung zur Verzögerung (12) des Chro minanzsignals zur Erzeugung eines verzögerten Chromi nanzsignals;
eins Vorrichtung zur Beschränkung (14, 15) des Chrominanzfeinheitssignals gemäß einem Luminanzfein heitssignal zur Erzeugung eines begrenzten Chrominanz feinheitssignals; und
eine Vorrichtung zur Kombination (21) des begrenzten Chrominanzfeinheitssignals mit dem verzögerten Chromi nanzsignal zur Erzeugung eines variabel gefilterten Chrominanzsignals.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschränkungsvorrichtung (14, 15) eine Vorrichtung zur Begrenzung (15) des Chrominanzsignals auf bipolare Art gemäß einem Luminanzfeinheitssignal umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (15) folgendes umfaßt:
eine Vorrichtung zur Hochpaßfilterung (16) eines Luminanzsignals zur Erzeugung eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
eins Vorrichtung zur Gleichrichtung und Tiefpaß filterung (17) des hochpaßgefilterten Luminanzsignals zur Erzeugung eines Absolutwertes eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
eine Vorrichtung zur Multiplikation (18) des Absolutwertes des hochpaßgefilterten Luminanzsignals mit einer ersten Konstante zur Erzeugung eines hochpaß gefilterten Luminanzsignals mit skaliertem Absolutwert;
und
eine Vorrichtung zur Addition (18) einer zweiten Konstante zu dem hochpaßgefilterten Luminanzsignal mit skaliertem Absolutwert zur Erzeugung des Luminanz feinheitssignals.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung weiterhin umfaßt: eine Vorrichtung zur Begrenzung (20) des Luminanz feinheitssignals, so daß es größer ist als ein durch eine dritte Konstante bestimmter Mindestwert, und geringer als ein durch eine vierte Konstante bestimmter Höchstwert.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die vierte Konstante Eins oder die Einheit ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschränkungsvorrichtung (14, 15) eine Vorrichtung zur Skalierung (14) des Chrominanzfeinheitssignals gemäß einem Luminanzfeinheitssignals zur Erzeugung eines skalierten Chrominanzfeinheitssignals umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalierungsvorrichtung (14) folgendes umfaßt:
eine Vorrichtung zur Hochpaßfilterung (16) eines Luminanzsignals zur Erzeugung eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
eine Vorrichtung zur Gleichrichtung und Tiefpaß filterung (17) des hochpaßgefilterten Luminanzsignals zur Erzeugung eines Absolutwertes eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
eine Vorrichtung zur Multiplikation (18) des Absolutwertes des hochpaßgefilterten Luminanzsignals mit einer ersten Konstante zur Erzeugung eines hochpaßgefil terten Luminanzsignals mit skaliertem Absolutwert; und
eine Vorrichtung zur Addition (18) einer zweiten Konstante zu dem hochpaßgefilterten Luminanzsignal mit skaliertem Absolutwert zur Erzeugung eines Luminanzfein heitssignals.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung weiterhin umfaßt: eine Vorrichtung zur Begrenzung (19) des versetzten, skalierten, hochpaßgefilterten Luminanzsignals, so daß es kleiner ist als ein durch eine dritte Konstante bestimm ter Höchstwert.

20. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Konstante Eins oder die Einheit ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Kombination (21) eine Vorrichtung zur Subtraktion (22) des Chrominanzfeinheitssignals von dem verzögerten Chrominanzsignal umfaßt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Kombination (21) eine Vorrichtung zur Addition (22) des Chrominanzfeinheitssignals zu dem verzögerten Chrominanzsignal umfaßt.

23. Farbfernsehsignalkodierer, gekennzeichnet durch:
eine Vorrichtung zur Umwandlung roter, grüner und blauer Farbfernsehsignale in Y (1), und erste (2) und zweite (3) Chrominanzkomponentensignale;
eine Vorrichtung zur horizontalen variablen Filterung (4, 5) der ersten und zweiten Chrominanzkomponentensignale;
eine Vorrichtung zur Verzögerung (8, 9) des Y- Signals;
eine Vorrichtung zur Kombination (6) der horizontal variabel gefilterten ersten und zweiten Chrominanzkomponentensignale zu einem Chrominanzsignal;
eine Vorrichtung zur vertikal variablen Filterung (7) des Chrominanzsignals zur Erzeugung eines variabel gefilterten Chrominanzsignals; und
eine Vorrichtung zur Kombination (10) des variabel gefilterten Chrominanzsignals mit dem verzögerten Y- Signal zur Erzeugung eines zusammengesetzten Video- Ausgangs.

24. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Kombination der horizontal variabel gefilterten ersten und zweiten Chrominanzkomponentensignale zu einem Chrominanzsignal einen Multiplexer (6) umfaßt.

25. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Kombination (13) der horizontal variabel gefilterten ersten und zweiten Chrominanzkomponentensignale zu einem Chrominanzsignal einen Quadraturmodulator umfaßt.

26. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur variablen Filterung (4, 5 und 7) des Chrominanzsignals folgendes umfaßt:
eine Vorrichtung zur Erzeugung (11) eines Chrominanzfeinheitssignals aus dem Chrominanzsignal;
eine Vorrichtung zur Verzögerung (12) des Chrominanzsignals zur Erzeugung eines verzögerten Chrominanzsignals,
eine Vorrichtung zur Beschränkung (14, 15) des Chrominanzfeinheitssignals gemäß einem Luminanzfeinheitssignal zur Erzeugung eines begrenzten Chrominanzfeinheitssignals; und
eine Vorrichtung zur Kombination (21) des begrenzten Chrominanzfeinheitssignals mit dem verzögerten Chrominanzsignal zur Erzeugung eines variabel gefilterten Chrominanzsignals.

27. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Beschränkung (14, 15) eine Vorrichtung zur Begrenzung (15) des Chromi nanzsignal auf bipolare Art gemäß einem Luminanz feinheitssignal umfaßt.

28. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Begrenzung folgendes umfaßt:
eine Vorrichtung zur Hochpaßfilterung (16) eines Luminanzsignals zur Erzeugung eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
eine Vorrichtung zur Gleichrichtung und Tiefpaß filterung (17) des hochpaßgefilterten Luminanzsignals zur Erzeugung eines Absolutwertes des hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
eine Vorrichtung zur Multiplikation (18) des Absolutwertes des hochpaßgefilterten Luminanzsignals mit einer ersten Konstante zur Erzeugung eines hochpaßgefil terten Luminanzsignals mit skaliertem Absolutwert; und
eine Vorrichtung zur Addition (18) einer zweiten Konstante zu dem hochpaßgefilterten Luminanzsignal mit skaliertem Absolutwert zur Erzeugung des Luminanz feinheitssignals.

29. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung weiterhin folgendes umfaßt: eine Vorrichtung zur Begrenzung (20) des Luminanz feinheitssignals, so daß es größer ist als ein durch eine dritte Konstante bestimmter Mindestwert, und kleiner als ein durch eine vierte Konstante bestimmter Höchstwert.

30. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Konstante Eins oder die Einheit ist.

31. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschränkungsvorrichtung (14, 15) eine Vorrichtung zur Skalierung (14) des Chrominanz feinheitssignals gemäß einem Luminanzfeinheitssignals zur Erzeugung eines skalierten Chrominanzfeinheitssignals umfaßt.

32. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalierungsvorrichtung (14) folgendes umfaßt:
eine Vorrichtung zur Hochpaßfilterung (16) eines Luminanzsignals zur Erzeugung eines hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
eine Vorrichtung zur Gleichrichtung und Tiefpaß filterung (17) des hochpaßgefilterten Luminanzsignals zur Erzeugung eines Absolutwertes des hochpaßgefilterten Luminanzsignals;
eine Vorrichtung zur Multiplikation (18) des Absolutwertes des hochpaßgefilterten Luminanzsignals mit einer ersten Konstante zur Erzeugung eines hochpaß gefilterten Luminanzsignal mit skaliertem Absolutwert; und
eine Vorrichtung zur Addition (18) einer zweiten Konstante zu dem hochpaßgefilterten Luminanzsignal mit skaliertem Absolutwert zur Erzeugung eines Luminanz feinheitssignals.

33. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung weiterhin folgendes umfaßt: eine Vorrichtung zur Begrenzung (19) des versetzten, skalierten, hochpaßgefilterten Luminanzsignals, so daß es kleiner ist als ein durch eine dritte Konstante bestimm ter Höchstwert.

34. Farbfernsehsignalkodierer nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Konstante Eins oder die Einheit ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Kombination (21) eine Vorrichtung zur Subtraktion (22) des Chrominanzfeinheitssignals von dem verzögerten Chrominanzsignal umfaßt.

36. Vorrichtung gemäß Anspruch 26, worin die Vorrichtung zur Kombination (21) eine Vorrichtung zur Addition (22) des Chrominanzfeinheitssignals zu dem verzögerten Chrominanz signal umfaßt.