DE68921785T2 - Vorrichtung zur Trennung von Chrominanz und Luminanz und eine solche Vorrichtung enthaltender Fernsehempfänger. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung zur Trennung der Chrominanz und der Luminanz sowie einen eine solche Anordnung enthaltenden Fernsehempfänger.
• Bei verschiedenen Fernsehübertragungs-Farbcodiersystemen, wie z.B. dem NTSC und dem PAL, werden chrominanzsignale übertragen, die den Luminanzsignalen überlagert sind. Bei diesen Systemen werden die beiden Komponenten der Chrominanz um 90º phasenverschoben auf einem Unterträger des Signals übertragen. Um ein annehmbares Farbbild zu erhalten, ist es also zwingend erforderlich, eine Trennung der Luminanz- und Chrominanzsignale und dann eine Trennung der Chrominanzkomponenten selbst vorzunehmen. Bei den PAL-Decodern vom bekannten Typ wird vorausgesetzt, daß die Werte der Chrominanzsignale auf den aufeinanderfolgenden Zeilen gleich sind. Durch eine geometrische Summe über zwei aufeinanderfolgende Zeilen, z.B. unter Verwendung einer Verzögerungsleitung, erhält man somit eine bessere Farbstabilität. Indem man so verfährt, verringert man aber die vertikale Auflösung der Farbschärfe. Diese Verringerung der Schärfe der Farbwiedergabe in Vertikalrichtung des Bildes wurde als dem PAL- Codier- und -Decodiersystem inhärent betrachtet.
• Beispielsweise "Les techniques de l'ingénieur", Système de télévision, Système de codage de coleurs, 4,3 systèmes de Codage PAL, Seite E6401-7, rechte Spalte, 5. Absatz, kann entnommen werden, daß die Begrenzung der Wiedergabe hinsichtlich der Farbschärfe in der Vertikalrichtung der Bilder auf der Kompensation der Farbänderungen zwischen zwei Zeilen beruht. Diese Begrenzung der Wiedergabe der Schärfe wird für wesentlich gehalten.
• Weitere Anordnungen gestatten es, die Luminanzkomponente ausgehend von zwei diagonal über zwei aufeinanderfolgenden Bildzeilen angeordneten Abtastwerten direkt zu bestimmen, so wie die in der Zusammenfassung des japanischen Patents JP-A-59.25491 beschriebene Anordnung.
• Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet es, die Trennung der Luminanz- und der Chrominanzsignale in dem PAL-System zu verbessern, um:
• - die Nutzung der Chrominanzsignale als die Luminanzsignale auszuschalten (oder wenigstens zu verringern)
• - die Nutzung der Luminanzsignale als die Chrominanzsignale auszuschalten (oder wenigstens zu verringern)
• - die räumliche Auflösung des Luminanzsignals zu verbessern, indem die mit den Chrominanzkomponenten vermischten Luminanzkomponenten isoliert werden.
• Es wird davon ausgegangen, daß das Signal an einem Punkt bekannt und durch die Summe aus einem Luminanzsignal und einem Chrominanzsignal gebildet ist. Ziel der Erfindung ist es, die Trennung dieser Signale zu verbessern, indem eine Schätzung des Luminanzsignals vorgenommen wird.
• Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Trennung des Luminanzsignals Y und des Chrominanzsignals C eines Fernsehbildes, wobei das Chrominanzsignal von zwei Komponenten U und V gebildet ist und wobei das Verfahren einen Schritt zur Berechnung des Luminanzsignals umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, daß die Luminanzwerte von Punkten geschätzt werden, die auf einer Diagonale des Bildes liegen, daß die Luminanzänderung entlang dieser Diagonale geschätzt wird, daß daraus ein Korrekturkoeffizient abgeleitet wird, der auf die Berechnung eines Schätzwerts des Signals an jedem Punkt des Bildes angewendet wird, und daß der auf diese Weise berechnete Wert von dem an diesem Punkt gemessenen Signal subtrahiert wird, um den Chrominanzwert zu erhalten.
• Erfindungsgemäß ist das Trennverfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehsendung in der PAL-Norm erfolgt.
• Gemäß der Erfindung enthält die Anordnung zum Trennen des Luminanzsignals Y und des Chrominanzsignals C eines Fernsehbildes folgendes:
• - Filtermittel zur Filterung des Videosignals für die Extraktion der Chrominanz und der Luminanzkomponente in dem Chrominanzspektrum,
• - Rechenmittel zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten K, der von der Änderung der Luminanzkomponente in dem Chrominanzspektrum entlang einer Bilddiagonale abgeleitet ist,
• - Rechenmittel zur Berechnung eines Schätzwertes der Luminanzkomponente in dem Chrominanzspektrum an jedem Bildpunkt,
• - Subtraktionsmittel zur Subtraktion des Schätzwertes der Luminanzkomponente von dem dem Chrominanzspektrum entsprechenden Signal in der Weise, daß der Chrominanzwert an jedem Bildpunkt erhalten wird.
• Erfindungsgemäß ist das Trennverfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Luminanz und/oder der Chrominanz von einer Zeile zur anderen ausgehend von Werten benachbarter Punkte erfolgt.
• Erfindungsgemäß ist das Trennverfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung ausgehend von Punkten erfolgt, die bezüglich der horizontalen und vertikalen Abtastrichtungen diagonal angeordnet sind.
• Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Signale U und V ausgehend von verschiedenen, im wesentlichen zueinander senkrechten Diagonalen verarbeitet werden.
• Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Signale U (bzw. V) ausgehend von Diagonalen verarbeitet werden, die eine Wechselfolge +U, -U, +U oder -U, +U, -U (bzw. von V) auf den drei benachbarten Zeilen aufweisen.
• Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Luminanz durch Subtraktion des bestimmten Wertes von der Chrominanz des empfangenen Signals getrennt wird und/oder daß die Chrominanz durch die Subtraktion des bestimmten Wertes von der Luminanz des empfangenen Signals getrennt wird.
• Gemäß der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß eine Schätzung des Signals S = Y + C am Punkt P(a,b) der Koordinaten (a,b) unter Anwendung der folgenden Formeln durchgeführt wird:
• - für das Signal S an den Punkten, an denen V zu Null wird und U durch ein Minimum oder ein Maximum geht,
• P(a,b) = KSP(a+1,b-1) + (1-K)SP(a-1,b+1)
• - für das Signal S an den Punkten, an denen U zu Null wird und V durch ein Maximum oder ein Minimum geht,
• P(a,b) = KSP(a+1,b+1) - (1-K)SP(a-1,b+1)
• worin K ein Koeffizient ist.
• Erfindungsgemäß ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß für die Punkte, an denen U maximal oder minimal ist,
• K = ( P(a,b)-P(a-1,b+1))/( P(a+1,b-1)-P(a-1,b+1))
• und für die Punkte, an denen V maximal oder minimal ist,
• K = ( P(a,b)-P(a-1,b-1))/( P(a+1,b+1)-P(a-1,b-1))
• worin P(a,b) der Schätzwert der Luminanz an dem Punkt P(a,b) ist.
• Gemäß der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß
• P(a,b) = (SP(a,b-1) + SP(a,b+1))/2
• worin SP(a,b) das Signal am Punkt P(a,b) ist.
• Erfindungsgemäß ist die Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anordnung zur digitalen Verarbeitung des Signals ist.
• Bei einem Fernsehempfänger gemäß der Erfindung wird das oben angegebene Verfahren angewendet.
• Die Erfindung ergibt sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren, die als nicht einschränkende Beispiele angegeben sind; von diesen zeigen:
• - Figur 1 ein Schema einer Anordnung eines bekannten Typs;
• - Figur 2 einen Blockschaltplan eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung;
• - Figur 3 ein Erläuterungsschema;
• - Figur 4 eine schematische Darstellung eines Details der Ausführung der Figur 2;
• - Figur 5 eine schematische Darstellung einer Anordnung, die bei dem erfindungsgemäßen Fernsehempfänger verwendet werden kann;
• - Figur 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fernsehempfängers.
• In den Figuren 1 bis 6 wurden zur Bezeichnung der gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet.
• In dem Farbcodiersystem verwendet man ein Luminanzsignal Y = 0,30 E'R + 0,59 E'G + 0,11 E'B.
• E'R ist die Amplitude des Rot-Signals, E'G die Amplitude des Grün-Signals und E'B die Amplitude des Blau-Signals. Das Luminanzsignal Y enthält die Information über die Helligkeit der verschiedenen Punkte des Bildes.
• Bei der PAL-Codierung werden zwei Chrominanzsignale verwendet:
• E'U = 0,493 (E'B - E'Y) und
• E'V = 0,877 (E'R - E'Y)
• -U = E'U sin 2 π f t
• +V = E'V cos 2 π f t auf der Zeile n
• -V = -E'V cos 2 π f t auf der Zeile n+1
• wobei f die Frequenz des Farb-Unterträgers ist.
• Die Chrominanzsignale U, V werden auf einem einzigen Unterträger mit einer 90º-Phasenverschiebung übertragen. Um eine Farbdecodierung gemäß dem PAL-System zu erhalten, ist somit folgendes erforderlich:
• - Trennen der Luminanzinformation Y von den Chrominanzinformationen U und V,
• - gegenseitiges Trennen der Informationen U und V.
• Figur 1 zeigt eine verbesserte Ansicht zur Trennung der Chrominanz 6 und der Luminanz 5 ausgehend von einem zusammengesetzten PAL-Signal. Die Anordnung enthält eine erste Verzögerungsleitung 1, die einerseits mit dem Eingang einer zweiten Verzögerungsleitung 2 und andererseits einem ersten Plus-Eingang eines Addierers 3 verbunden ist. Andererseits ist der Eingang der Verzögerungsleitung 1 mit dem Minus-Eingang eines Subtrahierers 4 verbunden. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 2 ist einerseits mit dem zweiten Eingang des Addierers 3 und andererseits mit dem Plus-Eingang des Subtrahierers 4 verbunden. Der Subtrahierer 4 liefert das Chrominanzsignal 6. Der Addierer 3 liefert das Luminanzsignal. Die durch die Verzögerungsleitungen 1 und 2 eingeführte Verzögerung ist gleich der Durchlaufzeit einer Zeile des Bildes, z.B. 64 us.
• Am Eingang der ersten Verzögerungsleitung liegt das Signal (Luminanz Y oder Chrominanz U + V) der Zeile n+1 vor. Am Ausgang der ersten Verzögerungsleitung liegt das Signal der Zeile n vor. Am Ausgang der zweiten Verzögerungsleitung liegt das Signal der Zeile n-1 vor. Bei dieser Zeile tritt eine Phasenverschiebung durch das Chrominanzsignal von 180º gegenüber der Zeile n+1 auf. Es liegen somit das Luminanzsignal Y und die chrominanzsignale -U und -V vor.
• Tatsächlich hängt das Signal 6 nicht nur von der Chrominanz ab. Es enthält auch einen Teil des Luminanzsignals. Desgleichen enthält das Signal 5 nicht nur das Luminanzsignal, sondern auch einen Teil des Chrominanzsignals. Somit wird das Leistungsvermögen eines Fernsehempfängers durch eine unzureichende Trennung der Luminanz und der Chrominanz beeinträchtigt. Bei den Anordnungen vom bekannten Typ wird vorausgesetzt, daß sich das Chrominanzsignal für entsprechende Punkte des Bildes auf den aufeinanderfolgenden Zeilen wenig ändert. Dies trifft in vollem Umfang nur für Szenen von gleichmäßigem Inhalt zu. Da dies in Wirklichkeit ganz und gar nicht der Fall ist, bewirken vertikale Übergänge Ungenauigkeiten des Bildes. Damit das in Figur 1 dargestellte System korrekt arbeitet, ist es erforderlich, daß die Luminanz- und Chrominanzsignale sich von einer Zeile zur anderen nicht ändern.
• Um die gewünschten Trennungen in einer erfindungsgemäßen Anordnung zu erhalten, erfolgt eine Schätzung der Luminanzänderung von einer Zeile zur folgenden Zeile, und man berücksichtigt diese Schätzwerte, um die Trennung der Luminanz und der Chrominanz sowie der Komponenten U und V des Chrominanzsignals zu bewirken.
• Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, die mit einem zusammengesetzten Signal arbeitet, das (nach Phase und Amplitude) synchron mit dem Chrominanz-Unterträger abgetastet wird.
• Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Rechenanordnung 8 verwendet, mit der ein Korrekturkoeffizient K geschätzt werden kann, der von der sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen des Bildes ergebenden Änderung des Signals abhängt. Die Anordnung der Figur 2 enthält eine Verzögerungsleitung 1. Der Ausgang 21 ist mit dem Eingang einer zweiten Verzögerungsleitung 2 verbunden. Vorteilhafterweise ist der Ausgang 21 der ersten Verzögerungsleitung über ein Bandpaßfilter 7 mit dem Eingang der Verzögerungsleitung 2 verbunden. Die Rechenanordnung 8 zur Berechnung des Koeffizienten K 8 enthält einen Eingang 14, der mit dem Eingang der Verzögerungsleitung 2 verbunden ist, einen mit dem Eingang 20 der Verzögerungsleitung 1 verbundenen Eingang 15 und einen Eingang 16, der mit dem Ausgang der Verzögerungsleitung 2 verbunden ist. Die Rechenanordnung 8 zur Berechnung des Koeffizienten K 8 enthält einen Ausgang 17, der mit einem ersten Eingang eines Multiplizierers 9 verbunden ist, einen mit einem ersten Eingang eines Multiplizierers 10 verbundenen Ausgang 18, eine Leitung 19, die einerseits mit dem zweiten Eingang des Multiplizierers 9 und andererseits mit dem Eingang der Rechenschaltung 12 verbunden ist. Die Rechenschaltung 12 berechnet den Ausdruck 1 - K. Der Ausgang der Rechenanordnung 12 ist mit dem zweiten Eingang des Multiplizierers 10 verbunden. Die Ausgänge der Multiplizierer 9 und 10 sind mit den Eingängen eines Addierers 11 verbunden. Der Ausgang des Addierers 11 ist mit dem Minus-Eingang eines Subtrahierers 4 verbunden. Andererseits ist ein Ausgang 22 der Rechenanordnung 8 zur Berechnung des Koeffizienten K 8 mit dem Plus-Eingang des Subtrahierers 4 verbunden. Überdies ist der Ausgang 21 der Verzögerungsleitung 1 mit einer Synchronisieranordnung 13 zum Synchronisieren des Signals verbunden. Die Synchronisieranordnung 13 für das Signal ist z.B. ein Register. Der Ausgang des Registers 13 ist mit dem Plus-Eingang eines Subtrahierers 3 verbunden. Der Ausgang 6 des Subtrahierers 4 ist mit dem Minus-Eingang des Subtrahierers 3 verbunden. Der Subtrahierer 3 liefert ein Signal 5, das von der Luminanz des Signals abhängt. Die Anordnung 6 stellt die beiden Komponenten der Chrominanz des Signals dar.
• Es ist wesentlich, festzustellen, daß die Signale 5 und 6 der Figur 2 vollständig getrennt sind, im Gegensatz zu den entsprechenden Signalen der Figur 1.
• Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt eine zu dem Farb- Unterträger synchrone Abtastung, deren Prinzip und Bezeichnungen in Figur 3 erläutert sind. Die Analog/Digital-Wandler sind in der Figur 2 nicht dargestellt. Am Punkt 20 ist ein zusammengesetztes PAL-Signal anzutreffen, das mit der genauen Frequenz des Farb-Unterträgers abgetastet wird.
• In Figur 3 sind einige Beispiele von Punkten des Bildes zu sehen. Die Punktbeispiele des Bildes sind mit P (a, b) bezeichnet, wobei a die Nummer der Zeile und b die Nummer des Punktes in der Zeile angeben. Der vertikale Abstand zwischen zwei Punkten ist gleich 1/287 der Höhe des Bildes, da 575 aktive Zeilen je Bild vorgesehen sind. Der horizontale Abstand zwischen zwei Punkten ist gleich 1/922 der Breite des Bildes, da 922 aktive Punkte je Zeile vorgesehen sind. Die Punkte P (a, b) entsprechen den Maxima oder den Minima der Signale U und V eines nichtmodulierten Chrominanz-Unterträgers. Da die Signale U und V mit einer 90º-Phasenverschiebung gesendet werden, wird das Signal V dann zu Null, wenn ein Signal U maximal oder minimal ist, welche Signale in Figur 3 mit U bzw. -U bezeichnet sind. In gleicher Weise wird das Signal U dann zu Null, wenn das Signal V maximal oder minimal ist, welche Signale mit V bzw. -V bezeichnet sind. Zu diesen bestimmten Zeitpunkten, die den Punkten der Figur 3 entsprechen, sind die Signale U und V zueinander senkrecht.
• In dem Maße, wie man eine zu dem Chrominanz-Unterträger synchrone Abtastung durchführt, erreicht man ein einfaches Trennen von U und V. Dennoch enthalten diese Signale eine der Helligkeit entsprechende Komponente.
• In Figur 3 wurde bei den Bezeichnungen die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zeilen des für die PAL-Codierung charakteristischen Signals bewirkte Phasenumkehr berücksichtigt.
• Der geschätzte Wert der Chrominanz wird erhalten, indem der geschätzte Wert der Luminanz von dem gemessenen Signal subtrahiert wird. Angenommen, S sei das empfangene zusammengesetzte Signal
• S = Y + C mit C = U + V (geometrische Summe).
• Dies ist das Chrominanzsignal. Es soll nun eine lineare Schätzung von P(n,i+3) vorgenommen werden, Schätzwert der Luminanz an dem Punkt P(n,i+3).
• P(n,i+3) = (SP(n-1,i+3) + SP(n+1,i+3))/2
• = (YP(n-1,i+3) + UP(n-1,i+3) + YP(n+1,i+3) + (-U)P(n+1,i+3))/2
• Ist UP(n-1,i+3) = UP(n+1,i+3), so ist P(n,i+3)
• = (YP)(n-1,i+3) + YP(n+1,i+3))/2
• Bei dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt man den Koeffizienten K für die einem Maximum oder einem Minimum des Signals U entsprechenden Stellen und für die Stellen, bei denen ein Maximum oder ein Minimum des Signals V auftritt, getrennt. Bei dem Signal U wird man nämlich auf den Diagonalen arbeiten, die z.B. durch die Punkte P(n+1,i-1), P(n,i) und P(n-1,i+1) verlaufen, oder durch die Punkte P(n+1,i+1), P(n,i+2) und P(n-1,i+3), sowie den Geraden, die zu den zuvor genannten Geraden parallel sind, die durch einen die Funktion U minimierenden oder maximierenden Punkt verlaufen. Dagegen wird man zur Berechnung des Koeffizienten K, für den die Funktion V maximal oder minimal ist, die zu den vorhergehenden symmetrischen Diagonalen verwenden, wie z.B. die Diagonalen, die durch den Punkt P(n-1,i), P(n,i+1) und P(n+1,i+2) verlaufen, oder die Gerade, die durch den Punkt P(n+1,i), P(n,i-1) und P(n-1,i-2) verläuft. Für diese Geradengruppen ist der Wert der Farbkomponente (B-Y) eines nichtmodulierten Trägers konstant. Die Phase des Unterträgers ändert sich zwischen zwei Zeilen um 180º, was eine Wechselfolge +U, -U, +U oder +V, -V, +V&sub0; ergibt.
• Die Berechnung von K für die Komponente V der Chrominanz an dem Punkt P(n,i+3):
• K = ( P(n,i+3) - P(n-1,i+2))/( P(n+1,i+4) - P(n-1,i+2)).
• Schätzwert von P(n,i+3) =
• P(n,i+3) = (SP(n,i+2)+SP(n,i+4))/2
• wobei SP(a,b) der Wert des Abtastsignals an dem Punkt P(a,b) ist.
• Mittelwert von P(n-1,i+2) =
• P(n-1,i+2) = (SP(n-1,i+1)+SP(n-1,i+3))/2.
• Der Mittelwert von Y an dem Punkt P(n+1,i+4) =
• P(n+1,i+4) = (SP(n+1,i+3) + SP(n+1,i+5))/2
• und falls K = ( P(n,i+3)-P(n-1,i+2))/( P(n+1,i+4) - P(n- 1, i+2)
• = (SP(n,i+4) - SP(n-1,i+1)) + (SP(n,i+2) - SP(n- 1,i+3))/(SP(n+1,i+5) - SP(n-1,i+1) + SP(n+1,i+3) - SP(n- 1, i+3))
• Desgleichen ist für den Punkt, bei dem die Funktion U maximal oder minimal ist, K = ( P(n,i+2) - P(n-1,i+3))/( P(n+1,i+1) - P(n-1,i+3))
• Mit P(n,i+2) = (SP(n,i+3) + SP(n,i+1))/2
• P(n-1,i+3) = (SP(n-1,i+4) + SP(n-1,i+2))/2
• P(n+1,i+1) = (SP(n+1,i+2) + SP(n+1,i))/2
• Ein Schätzwert des Luminanzsignals wird nur für die Berechnung des Koeffizienten K verwendet.
• Später wird ein Schätzwert des Signals bei P(a,b) berechnet.
• Man erhält somit S(a,b) =
• Es ist festzustellen, daß das das Signal S(a,b) darstellende Chrominanzsignal eine gegenüber dem das Signal S(a,b) darstellenden Chrominanzsignal eine entgegengesetzte Phase aufweist.
• Man erhält somit:
• (a,b) = (S(a,b) - (a,b))/2
• Die Luminanz wird zu Null;
• (a,b) = (S(a,b) + (a,b) )/2
• Die Chrominanz wird zu Null.
• oder
• Y(a,b) = S(a,b) - (a,b)
• So kann in irgendeinem Punkt P(a,b) des Bildes der Mittelwert P(a,b) geschätzt werden:
• a) falls der Punkt P(a,b) einem Maximum der Funktion U entspricht
• P(a,b) = KSP(a+1,b-1) + (1-K)SP(a-1,b+1)
• wobei K die Konstante für den Punkt mit dem Wert V Null ist.
• b) falls der Punkt P(a,b) einem Maximum oder einem Minimum der Funktion V entspricht
• P(a,b) = KSP(a+1,b+1) - (1-K)SP(a-1,b-1)
• wobei K den Werten Null von U entspricht.
• Für jeden Punkt P(a,b) ist das Signal SP(a,b) gleich der Summe des Chrominanzsignals CP(a,b) und des Luminanzsignals YP(a,b). Kennt man somit einen der Datenwerte, so ist es möglich, durch Subtraktion den anderen abzuleiten.
• Figur 4 zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Rechenanordnung 8 zur Berechnung des Koeffizienten K. Die Anordnung enthält einen ersten Eingang 15, der mit einem Bandpaßfilter 23 verbunden ist. Der Ausgang des Bandpaßfilters 23 ist einerseits mit einem Multiplexer 29 und andererseits mit dem Eingang einer ersten Synchronisationseinrichtung 24 verbunden. Die Synchronisationseinrichtungen, wie beispielsweise 24, führen eine Verzögerung ein, die gleich dem Abstand ist, durch den zwei Punkte des Bildes der Figur 3 getrennt sind. Die Synchronisationseinrichtungen, wie z.B. 24, sind beispielsweise Register, die von einem Taktgeber (in Figur 4 nicht dargestellt) gesteuert werden. Der Ausgang der Einrichtung 24 ist einerseits mit einem ersten Eingang des Multiplexers 28 und andererseits mit dem Eingang einer Synchronisationseinrichtung 25 verbunden. Der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 25 ist einerseits mit einem Eingang eines Addierers 39 und andererseits mit dem Eingang einer Synchronsationseinrichtung 26 verbunden. Der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 26 ist einerseits mit dem zweiten Eingang des Multiplexers 28 und andererseits mit dem Eingang der Synchronisationseinrichtung 27 verbunden. Der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 27 ist mit dem zweiten Eingang des Multiplexers 29 verbunden. Der Ausgang des Multiplexers 28 ist mit einem Ausgang 17 verbunden. Der Ausgang des Multiplexers 29 ist mit dem zweiten Eingang des Addierers 39 verbunden.
• Ein Eingang 14 der Anordnung 8 ist mit dem Eingang einer Synchronisationseinrichtung 30 und einem ersten Eingang eines Addierers 41 verbunden. Der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 30 ist mit dem Eingang einer Synchronisationseinrichtung 31 verbunden. Bei einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 30 mit einem Ausgang 22 verbunden, um die gute Synchronisation außerhalb der Schaltung 8 zu erhalten. Indessen ist es möglich, eine externe Synchronisationseinrichtung wie z.B. ein Register zu verwenden, um die gewünschte Synchronisation zu erhalten. Der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 31 ist mit dem zweiten Eingang des Addierers 41 verbunden. Der Ausgang der Addierers 41 ist mit dem Plus-Eingang eines Subtrahierers 43 verbunden.
• Ein Eingang 16 der Anordnung 8 ist einerseits mit der Synchronisationseinrichtung 32 und andererseits mit einem ersten Eingang eines Multiplexers 37 verbunden. Der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 32 ist einerseits mit einem ersten Eingang des Multiplexers 36 und andererseits mit dem Eingang der Synchronisationseinrichtung 33 verbunden. Der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 33 ist einerseits mit einem ersten Eingang eines Addierers 42 und andererseits mit dem Eingang der Synchronisationseinrichtung 34 verbunden. Der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 34 ist einerseits mit dem zweiten Eingang des Multiplexers 36 und andererseits mit dem Eingang der Synchronisationseinrichtung 35 verbunden. Der Ausgang der Synchronisationseinrichtung 35 ist mit dem zweiten Eingang des Multiplexers 37 verbunden. Der Ausgang des Multiplexers 37 ist mit einem zweiten Eingang des Addierers 42 verbunden. Der Ausgang des Addierers 42 ist einerseits mit dem Minus-Eingang des Subtrahierers 40 und andererseits mit dem Minus-Eingang des Subtrahierers 43 verbunden. Der Ausgang des Subtrahierers 43 ist mit einem ersten Eingang des Teilers 44 verbunden. Der Ausgang des Subtrahierers 40 ist mit einem zweiten Eingang des Teilers 44 verbunden. Der Teiler 44 bewirkt die Teilung des von dem Subtrahierer 43 gelieferten Ergebnisses durch das von dem Subtrahierer 40 gelieferte Ergebnis. Der Ausgang des Teilers 44 ist mit dem Ausgang 19 der Anordnung 8 verbunden. Der Ausgang des Multiplexers 36 ist mit dem Ausgang 18 der Anordnung 8 verbunden.
• Die Multiplexer 28, 29, 36 und 37 erhalten ein Steuersignal 38, das es gestattet, von der Berechnung des Koeffizienten K für die Punkte entsprechend dem minimalen oder maximalen Wert von V zu der Berechnung von U für die Punkte entsprechend dem minimalen oder maximalen Wert von U überzugehen. Das das Umschalten der Multiplexer 28, 29, 36 und 37 gestattende Steuersignal 38 wird ausgehend von der Anordnung der Figur 5 erzeugt. Es ist festzustellen, daß andere Schaltungen gebildet werden können, die das Trennen der Komponenten gemäß der Erfindung sicherstellen. Z.B. ist es möglich, eine Schaltung zu bilden, die die Berechnungen für die in Figur 3 dargestellten Bildpunkte entsprechend dem maximalen oder minimalen Wert der Komponente U ausführt, und eine getrennte Schaltung, die die Berechnung für die Punkte entsprechend dem minimalen oder maximalen Wert der Komponente V der Chrominanz ausführt. In einem solchen Fall verwendet man einen Multiplexer, mit dem der Wert ausgewählt werden kann, der von der ersten oder der zweiten Schaltung berechnet wurde.
• Das Bandpaßfilter 7 der Figur 2 und das Bandpaßfilter 23 der Figur 4 gestatten es, die Niederfrequenz-Luminanz und die Chrominanz plus der Hochfrequenz-Luminanz zu trennen.
• Bei den PAL-Fernsehsignalen sind die Punkte, die in einem Rahmen dem minimalen oder maximalen Signal von U oder V entsprechen, vorbestimmt.
• Figur 5 zeigt eine Schaltung, mit der die Synchronisation der Berechnung in Abhängigkeit von den U maximierenden oder minimierenden Punkten erfolgen kann. Die Synchronsignalauswahleinrichtung 45 empfängt das zusammengesetzte PAL-Videosignal. Sie ist mit dem Eingang eines Phasenkomparators 47 verbunden. Der Ausgang des Phasenkomparators 45 ist mit einem Bandpaßfilter 48 verbunden. Der Ausgang des Bandpaßfilters 48 ist mit dem Eingang eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO in der angelsächsischen Terminologie) verbunden, der einen Quarz 50 enthält. Der Ausgang des Oszillators 49 ist einerseits mit einem Verstärker 52 und andererseits mit einem Teiler 51 verbunden. Der Ausgang des Teilers ist mit dem zweiten Eingang des Phasenkomparators 47 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 52 umfaßt das die Umschaltung ermöglichende Taktsignal 53. Der Synchronsignalwähler 45 gestattet es, das Auftreten des Synchronsignals der PAL-Norm zu erfassen. Der Teiler 51 bewirkt eine Teilung durch vier.
• Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fernsehempfängers. Der Empfänger enthält einen Zwischenfrequenz-Tuner 55, der das Signal einer Antenne 54 einer Steuervorrichtung 62 erhält. Der Zwischenfrequenz-Tuner 55 ist einerseits mit einer Tonverarbeitungseinrichtung 56, einer Einrichtung 59 zum Trennen der Chrominanz und Luminanz und für eine Demodulation der Chrominanz sowie mit einer Synchronisations- Trenneinrichtung 63 verbunden.
• Die Tonverarbeitungseinrichtung 56 ist mit einem Verstärker 57 verbunden. Der Verstärker 57 ist mit einem Lautsprecher 58 verbunden.
• Die Einrichtung 59 zum Trennen der Chrominanz und Luminanz sowie für die Demodulation der Chrominanz stellt die Besonderheit des erfindungsgemäßen Fernsehempfängers dar. Sie liefert einer Matrix 60 zum Steuern von Elektronenkanonen, die die Rot-, Blau- und Grün-Farben liefern, die Luminanzsteuersignale Y, R-Y entsprechend dem Rot-Signal minus dem Luminanzsignal und das Signal B-Y entsprechend dem Blau-Signal minus dem Luminanzsignal. Die Matrix 60 liefert einer Kathodenstrahlröhre 61 die Rot-, Blau- und Grün-Steuersignale.
• Die Synchronisations-Trenneinrichtung 63 liefert das vertikale Synchronsignal an einen Verstärker 64 für die vertikale Synchronisation und das horizontale Synchronsignal an einen Verstärker 65 für die horizontale Synchronisation. Der Verstärker für die vertikale Synchronisation liefert die vertikalen Synchronsignale an die Kathodenstrahlröhre 61. Der Verstärker 65 liefert die horizontalen Synchronsignale an die Kathodenstrahlröhre 61. Die Einrichtung 66 liefert die Hochspannung (THT), die für den Betrieb der Röntgenstrahlröhre 61 erforderlich ist.
• Die Anordnung der Figuren 2 und 4 ist beispielsweise in Form einer integrierten Schaltung verwirklicht.
• Die erfindungsgemäße Anordnung ist insbesondere bei der Verwirklichung eines Fernsehempfängers anwendbar.
• Die Erfindung ist auch bei der Verwirklichung von Fernsehempfängern der PAL-Normen anwendbar.

Claims (16)

1. Verfahren zur Trennung des Luminanzsignals Y und des Chrominanzsignals C eines Fernsehbildes, wobei das Chrominanzsignal von zwei Komponenten U und V gebildet ist und wobei das Verfahren einen Schritt zur Berechnung des Luminanzsignals umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, daß die Luminanzwerte von Punkten geschätzt werden, die auf einer Diagonale des Bildes liegen, daß die Luminanzänderung entlang dieser Diagonale geschätzt wird, daß daraus ein Korrekturkoeffizient abgeleitet wird, der auf die Berechnung eines Schätzwerts des Signals an jedem Punkt des Bildes angewendet wird, und daß der auf diese Weise berechnete Wert von dem an diesem Punkt gemessenen Signal subtrahiert wird, um den Chrominanzwert zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehsendung in der PAL-Norm erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale U und V ausgehend von verschiedenen, im wesentlichen zueinander senkrechten Diagonalen verarbeitet werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale U (bzw. V) ausgehend von Diagonalen verarbeitet werden, die eine Wechselfolge +U, -U, +U oder -U, +U, -U (bzw. von V) auf den drei benachbarten Zeilen aufweisen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schätzung des Signals S = Y + C am Punkt P(a,b) der Koordinaten (a,b) unter Anwendung der folgenden Formeln durchgeführt wird:

- für das Signal S an den Punkten, an denen V zu Null wird und U durch ein Minimum oder ein Maximum geht,

P(a, b) = KSP(a + 1, b - 1) + (1 - K)SP(a - 1, b + 1)

- für das Signal S an den Punkten, an denen U zu Null wird und V durch ein Maximum oder ein Minimum geht,

S (a, b) = KSP(a + 1, b + 1) - (1 - K)SP(a - 1, b - 1)

worin K ein Koeffizient ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Punkte, an denen U maximal oder minimal ist,

K = ( P(a, b) - P(a - 1, b + 1)) / ( P(a + 1, b - 1) - P(a - 1, b + 1))

und für die Punkte, an denen V maximal oder minimal ist,

K = ( P(a, b) - P(a - 1, b - 1)) / ( P(a + 1, b + 1) - P(a - 1, b - 1))

worin P(a,b) der Schätzwert der Luminanz an dem Punkt P(a,b) ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

P(a, b) = (SP(a, b - 1) + SP(a, b + 1)) / 2

worin SP(a,b) das Signal am Punkt P(a,b) ist.

8. Anordnung zur Trennung des Luminanzsignals Y und des Chrominanzsignals C eines Fernsehbildes, dadurch gekennzeichnet,daß sie enthält:

- Filtermittel (7, 23) zur Filterung des Videosignals für die Extraktion der Chrominanz und der Luminanzkomponente in dem Chrominanzspektrum,

- Rechenmittel (8, 14 bis 44) zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten (K), der von der Änderung der Luminanzkomponente in dem Chrominanzspektrum entlang einer Bilddiagonale abgeleitet ist,

- Rechenmittel (1 bis 22) zur Berechnung eines Schätzwertes der Luminanzkomponente in dem Chrominanzspektrum an jedem Bildpunkt,

- Subtraktionsmittel (4) zur Subtraktion des Schätzwertes der Luminanzkomponente von dem dem Chrominanzspektrum entsprechenden Signal in der Weise, daß der Chrominanzwert an jedem Bildpunkt (6) erhalten wird.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie Subtraktionsmittel (3) zur Subtraktion des Chrominanzsignals (5) von dem Videosignal enthält, damit der Wert der Luminanz an jedem Bildpunkt (5) erhalten wird.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel Bandpaßfilter (7, 23) enthalten.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie Abtastmittel (45-53) enthält, die nach Amplitude und Phase mit dem Chrominanz-Unterträger synchronisiert sind, damit für jedes Minimum und Maximum der Chrominanz- Komponenten (U, V) ein Abtastwert erhalten wird.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenmittel für die Berechnung des Korrekturkoeffizienten (K) Speichermittel enthalten, welche die Zeilen n-1, n und n+1 speichern, wenn der Bildpunkt, für den die Luminanz und die Chrominanz bestimmt werden, auf der Zeile n liegt.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn das Chrominanzsignal U durch ein Maximum oder ein Minimum geht, die Rechenmittel für den Korrekturkoeffizienten (K) diesen Koeffizienten derart berechnen, daß gilt:

K = [SP(a, b - 1) + SP(a, b + 1) - SP(a - 1, b) - SP(a - 1, b + 2)] / [SP(a + 1, b - 2) + SP(a + 1, b) - SP(a - 1, b) - SP(a - 1, b + 2)]

worin SP(a,b) das Signal am Punkt P(a,b) ist.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn das Chrominanzsignal V durch ein Maximum oder ein Minimum geht, die Rechenmittel für die Berechnung des Korrekturkoeffizienten (K) diesen Koeffizienten derart berechnen, daß gilt:

K = [SP(a, b - 1) + SP(a, b + 1) - SP(a - 1, b - 2) - SP(a - 1, b)] / [SP(a + 1, b) + SP(a + 1, b + 2) - SP(a - 1, b - 2) - SP(a - 1, b)]

worin SP(a,b) das Signal am Punkt P(a,b) ist.

15. Fernsehempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14 enthält.

16. Fernsehempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß er das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 anwendet.