DE68924295T2

DE68924295T2 - Einrichtung und Verfahren zur Erhöhung des Fernsehsignalübergangs.

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Publication number: DE68924295T2
Application number: DE68924295T
Authority: DE
Inventors: Jack J Campbell; Yves C Faroudja
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-06
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2009-04-05
Also published as: JP3056494B2; EP0336720B1; DE68924295D1; EP0336720A3; EP0336720A2; JPH0213179A; US4847681A

Description

Diese Erfindung betrifft eine nicht lineare Signalverarbeitung van Fernsehvideosignalen. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhöhen der Übertragüngszeit van Niedrigniveauübertragungen innerhalb eines Videosignals ohne Erzeugung von Artefakten aufgrund von Hochniveauübertragungen innerhalb des Videosignals.
1981 hat der Miterfinder Faroudja einen Niedrigniveau/Signalverstärker für Fernsehübertragungen patentiert, wie durch U.S. Patent US-A-4,262,304 dargestellt, auf welches für weitere Details Bezug genommen wird. Fig. 1 von US-A-4,262,304 zeigt einen Niedrigniveaufernsehsignalübertragungsverstärker, in welchem Verstärkung für Niedrigniveausignale durch ein Subtraktionsverfahren erhalten wird, in welchem ein beschränktes und verzögertes Signal von einem beschränkten und geformten Signal abgezogen wird. In der Praxis ist das Subtraktionsverfahren für Hochniveausignale nicht perfekt, wobei Niedrigniveau-, Hochfrequenzartefakte erzeugt werden, die nur durch Verschlechterung des Übergangsverstärkungssignal unterdrückt werden können.
Das System und das Verfahren, die in U.S. Patent US-A- 4,262,304 beschrieben worden sind, haben sehr zufriedenstellend über die Jahre gearbeitet zum Bereitstellen von Niedrigniveauvideoübertragungen mit verkürzten Verweilzeiten. Jedoch, da effektiven Bandbreiten für zusammengesetzte Farbvideosignale weiter angestiegen sind, innerhalb der Standardformate, wie NTSC und PAL, sind einige Kompromisse und Nachteile zutage getreten, die bei dem bekannten Ansatz, der in U.S. Patent US- A-4,262,304 gelehrt wird, gegenwärtig sind.
In U.S. Patent US-A-4,262,304 war, da der Formgebungsschaltkreis 16 eine Tiefpaßfiltercharakteristik hatte, ein Kompromiß zwischen Reinheit einer Antwort bei einem großen Signal und Schärfe der Antwort für ein kleines Signal notwendig. Die Korrektionswellenform F' ist, bei im wesentlichen Tiefpaßfilterung durch den Formgebungsschaltkreis 16 gemäß U.S. Patent US- A-4,262,304, wie in der linken Spalte der Wellenform (Hochniveaus) von Fig. 2 dieses Patents gezeigt. Jedoch war die Niedrigniveauübergangswellenform G" der rechten Spalte nicht so scharf, wie sie hätte sein können, aufgrund der Gegenwart der im wesentlichen Tiefpaßfiltercharakteristik des Formgebungsschaltkreises 16.
Jedoch würde der Niedrigniveausignalübergang, der beispielhaft durch die Wellenform G" in Fig. 2 dargestellt ist, erheblich schärfer sein, wenn eine Tiefpaßfiltercharakteristik von schwachem Effekt an dem Formgeber 16 vorläge, mit dem begleitenden, erheblichen Nachteil, daß bei hohen Übergangsniveaus das Hochniveaukorrektursignal F' nicht so flach sein würde, wie in Fig. 2, linke Spalte, gezeigt. Statt dessen würde das F'-Signal sinusförmige Amplitudenverunreinigungscharakteristiken während der C'-Auslenkungen der Wellenform enthalten, was zur Verunreinigung der Hochniveauübertragungen in dem Videoweg führt.
Somit benötigte der in U.S. Patent Nr. 4,262,304 beschriebene Ansatz einen Kompromiß zwischen Schärfe von Niedrigübertragungsniveaubilddetail und Schwingung von Hochübertragungsniveaubilddetail; ein Kompromiß, der durch die speziellen Charakteristiken des Tiefpaßfilters hervorgerufen wird, der für den Formgebungsschaltkreis 16 ausgewählt ist. Die durch die Verfahren und die Vorrichtung, die in U.S. Patent US-A- 4,262,304 beschrieben sind, erhaltenen Resultate waren für begrenzte Bandbreiteneinwendungen exzellent; sie werden jedoch jetzt ineffizient für viele neuere Anwendungen, die einen kompletten Bandbreitenkorrekturweg für alle Übergangsniveaubedingungen benötigen.
Die Vorteile vom Chrominanz-Luminanz-Spektralseparationsvorbearbeiten und -techniken innerhalb eines Fernsehsystems sind von den Miterfindern in U.S. Patent US-A-4,731,660 diskutiert worden, wobei auf dieses Patent für weitere Einzelheiten Bezug genommen wird. Es ist festgestellt worden von den gegenwärtigen Miterfindern, daß die zitierten Chrominanz-Luminanz-Spektralseparationsvorbearbeitungs- und -nachbearbeitungstechniken, die in U.S. Patent US-A-4,731,660 beschrieben sind, vorteilhafterweise weiter durch Hinzufügen des Fernsehsignalübertragungsverstärkers der gegenwärtigen Erfindung verbessert werden.
Ein erstes Ziel der gegenwärtigen Erfindung ist, ein Fernsehsignalbearbeitungsverfahren und -system zu liefern, das Hauptwegbandbreitenbeschränkungen und Prozeßkompromisse der bekannten Zugänge durch Bereits teilen eines Niedrigniveauübertragungsverstärkers überwindet, der die Niedrigniveauübertragungszeiten erheblich verkürzt, was feinen Bilddetails zugute kommt, ohne jegliche Verschlechterung des Bildes zu Zeitpunkten von Hochniveausignalübertragungen.
Ein weiteres Ziel der gegenwärtigen Erfindung ist, ein Fernsehsignalbearbeitungsverfahren und -system zu liefern, das effektiv Signalverschlechterungsprozeßelemente aus dem Signalverstärkungserzeugungsweg entfernt, wodurch der Videosignalbandbreite ermöglicht wird, ohne Kompromisse bei Hochniveauvideoübertragungen zu bleiben, während an Niedrigniveauvideoübertragungen Verlängerungen und Erhöhungen stattfinden.
In Übereinstimmung mit den Gedanken der gegenwärtigen Erfindung wird ein Übertragungsniveauverstärker innerhalb eines Fernsehsignalweges geliefert. Der Übertragungsniveausignalverstärker erniedrigt die Übertragungszeit von Niedrigniveauübertragungen innerhalb eines Videosignals ohne Erzeugung von Artefakten aufgrund von Hochniveauübertragungen innerhalb des Videosignals.
Demgemäß liefert die Erfindung einen Übertragungsniveauverstärker zum Erniedrigen der Übertragungszeit von Niedrigniveauübertragungen innerhalb eines Videosignals ohne Erzeugung von Artefakten aufgrund der Hochübertragungsniveaus innerhalb des Videosignals, wobei der Verstärker folgendes umfaßt: einen Eingang zum Empfangen des Videosignals; einen Ausgang zum Liefern eines Hauptwegvideosignals, in welchem Übertragungszeiten von Niedrigniveauübertragungen erniedrigt worden sind; einen Hauptweg für das Videosignal, das sich zwischen dem Eingang und dem Ausgang ausbreitet, wobei der Hauptweg ein Hauptwegaddiermittel zum Aufaddieren eines Übertragungsverstärkungssignals auf das Videosignal enthält; und ein Übertragungsverstärkungssignalerzeugungsmittel, das eine Verbindung mit dem Eingang zum Empfangen des Videosignals und zum Erzeugen des Übertragungsverstärkungssignals enthält, wobei das Erzeugungsmittel Übertragungssignalerzeugungsmittel zum Erzeugen eines Übertragungssignals, nach dem Erfassen einer Übertragung in dem Videosignal, und ein Wellenformmittel umfaßt, das mit besagten Übertragungssignalerzeugungsmitteln verbunden ist, wobei besagtes Wellenformmittel einen ersten Weg enthält, der ein Verzögerungsanpassungsmittel zum Liefern eines ersten Signals enthält, und einen zweiten Weg parallel zu dem ersten Weg umfaßt, wobei der zweite Weg ein Vorzeichenentfernungsund Formmittel darin zum Erzeugen eines zweiten Signals umfaßt und eine Ausgangsamplitude, die sich mit ansteigender Eingangsamplitude für Eingangsamplituden oberhalb eines vorherbestimmten Wertes erniedrigt, und eine Ausgangsamplitude aufweist, die sich für Eingangsamplituden unterhalb des vorherbestimmten Werts einem Einheitswert nähert, und ein Multipliziermittel zum Multiplizieren des ersten Signals mit dem zweiten Signal, um das Übertragungsverstärkungssignal zu erzeugen, umfaßt, wobei das Multipliziermittel mit dem Hauptwegaddiermittel so verbunden ist, daß das Übertragungsverstärkungssignal dem Hauptwegvideosignal zuaddiert werden kann, um dadurch die Übertragungszeiten von Niedrigniveauübertragungen zu erniedrigen.
Gemäß einem Aspekt der gegenwärtigen Erfindung umfaßt das Übertragungsverstärkungssignalerzeugungsmittel ein Schwellenwertmittel, um zu ermöglichen, daß das Übertragungsverstärkungssignal nur für Signale erzeugt wird, deren Übertragungsniveaus oberhalb eines Schwellenniveaus liegen.
Gemäß einem anderen Aspekt der gegenwärtigen Erfindung enhält das Wellenformmittel in seinem zweiten Weg ein Gleichrichtermittel für die komplette Welle zum Entfernen des Vorzeichens des zweiten Signals; ein Verzögerungsleitungsmittel, das mit dem Gleichrichtermittel für die komplette Welle verbunden ist und Vielfach-Zeitverzögerungserhöhungsabgriffstellen aufweist, zum Verzögern des zweiten Signals um eine Vielzahl von Verzögerungszeiterhöhungen; ein Auswahlmittel für das positivste Signal, das mit dem Gleichrichtermittel für die komplette Welle und mit dem abgegriffenen Verzögerungsleitungsmittel zum Auswählen und Liefern des positivsten Signals von den Signalen, die von dem Gleichrichtermittel für die komplette Welle und den Vielfach-Zeitverzögerungserhöhungsabgriffstellen empfangen werden, verbunden ist; ein Tiefpaßfiltermittel, das mit dem Auswahlmittel für das positivste Signal zum Tiefpaßfiltern des ausgewählten positivsten Signals verbunden ist; und ein Analogkomparatormittel zum Vergleichen des tiefpaßgefilterten Signals mit einem DC-Referenzwert zum Liefern des zweiten Signals als ein Nullwertsignal während der Intervalle von Hochniveauvideosignalübertragungen.
Die Erfindung liefert auch ein Fernsehcodier- oder -decodier- system, das in seinem Luminanzweg einen Übertragungsniveauverstärker enthält, der die gegenwärtige Erfindung verkörpert.
Die Erfindung liefert ferner ein Verfahren zum Erniedrigen der Übertragungszeit von Niedrigniveauübertragungen innerhalb eines Videosignals ohne Erzeugung von Artefakten aufgrund von Hochübertragungsniveaus innerhalb des Videosignals, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt Empfangen des reinkommenden Videosignals an einem Hauptweg; Addieren eines Übertragungsverstärkungssignals zu dem Videosignal in dem Hauptweg; Liefern an einen Ausgang ein Hauptwegvideosignal, in welchem Übertragungszeiten von Niedrigniveauübertragungen erniedrigt worden sind; Erzeugung des Übertragungsverstärkungssignals aus dem hereinkommenden Videosignal durch Erzeugung eines übertragungssignals, nach dem Erfassen einer Übertragung in dem Videosignal, Wellenformen des Übertragungssignals durch Hindurchführen des Übertragungssignals durch einen ersten Verzögerungsanpassungsweg zum Liefern eines ersten Signals und Hindurchführen des übertragungssignals durch einen zweiten Weg, in welchem das Vorzeichen des Übertragungssignals entfernt wird und der resultierende absolute Wert davon in Übereinstimmung mit einer vorherbestimmten Kurve geformt wird, um ein zweites Signal zu erzeugen, das eine Ausgangsamplitude aufweist, die sich mit ansteigender Eingangsamplitude für Eingangsamplituden oberhalb eines vorherbestimmten Werts erniedrigt, und eine Amplitude, die sich dem Einheitswert für Eingangsamplituden unterhalb des vorherbestimmten Werts nähert, und Multiplizieren des ersten Signals mit dem zweiten Signal, um das Übertragungserhöhungssignal hervorzubringen.
Damit die Erfindung einfacher verstanden werden kann, wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel derselben, beispielhaft, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Signalverstärkungsvorrichtung ist, die die Gedanken der gegenwärtigen Erfindung verkörpert;
Fig. 2 eine Reihe von Wellenformgraphen der Amplitudenantwort- und -übertragungssignale bei Hochübertragungsniveaus und bei Niedrigübertragungsniveaus an Punkten, die in der Vorrichtung von Fig. 1 angegeben sind, darstellt;
Fig. 3A ein detaillierteres Blockdiagramm eines Wellenformschaltkreiselements innerhalb des Blockdiagramms von Fig. 1 ist;
Fig. 3B eine Reihe von Wellenformgraphien der Signale ist, die an den Punkten vorliegen&sub1; die in der Vorrichtung von Fig. 3A angegeben sind;
Fig. 4A ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Steuern des Verstärkungsniveaus durch Farbtonbedingungen ist;
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Fernsehsignalcodierverarbeitungssystems ist, das den Detailprozessor der gegenwärtigen Erfindung innerhalb eines Farbcodierers enthält;
Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Fernsehsignaldecodierverarbeitungssystems ist, das den Detailprozessor der gegenwärtigen Erfindung innerhalb eines Farbdecodierers enthält;
Fig. 7 eine Anordnung für die Fig.en 7A, 7B, 7C und 7D ist, die, wenn sie zusammen angeordnet sind, wie in Fig. 7 gezeigt, ein schematisches Schaltkreisdiagramm des Korrektursignalerzeugungsbereiches des Blockdiagramms von Fig. 1 bis zu dem, nicht enthaltenen, Multiplizierer umfassen;
Fig. 8A ein linker Bereich und Fig. 8B ein rechter Bereich eines schematischen Schaltkreisdiagramms des Farbton/Luminanz-Steuerschaltkreisblocks ist, der in Fig. 4A dargestellt ist; und
Fig. 9 ein schematisches Schaltplandiagramm des in Fig. 4A gezeigten Multiplizierers ist.
Ein Detailprozessor 10, der die Gedanken der gegenwärtigen Erfindung enthält, ist in einem Bauüberblick in Blockdiagrammform in Fig. 1 gezeigt. Dabei enthält der Prozessor 10 einen Videoeingang 12, einen Hauptsignalweg 14 (umfassend eine Hauptwegverzögerungsanpassungsschaltung 16), einen Hauptwegaddierschaltkreis 18 und einen Videoausgang 20.
Ein Verstärkungssignal wird durch die anderen Elemente der Schaltung von Fig. 1 erzeugt und in dem Hauptwegaddierschaltkreis 18 dazuaddiert, um ein Videoausgabesignal an dem Ausgang 20 bereitzustellen, in welchem Niedrigniveauübertragungen eine verkürzte Übertragungszeitdauer haben und keine Verschlechterung der Hochniveauübertragungen vorliegt.
Die anderen Elemente des Schaltkreises von Fig. 1 enthalten einen Hochfrequenzübertragungssignalerzeugungsschaltkreis 22, vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, als ein zweiter Differentiationsschaltkreis verwirklicht. Andere bekannte Techniken können, beispielsweise, verwendet werden, um Hochfrequenzübertragungssignale, die verbunden sind mit Übertragungen in dem Videosignal, das an dem Eingang 12 ankommt, zu erhalten. Eine Technik ist, ein erstes Differentiergerät und eine Wellenformschaltung zu verwenden, die ein nützlicherweise äquivalentes Signal erhält, ohne genau eine zweite Ableitung des Signals zu sein.
Eine Schaltung 24 für einen einstellbaren Schwellenwert ist bereitgestellt, um jeden Anstieg in Hochfreqenzrauschkomponenten zu vermeiden, sollte ein Rauschen in dem Eingangsvideosignal vorliegen. Ein Anpassungswiderstand 26 ermöglicht der Schaltung 24, einstellbar zu sein, z. B. an dreimal den gemessenen RMS-Durchschnittsrauschwert in dem Eingangsvideosignal. Wie in Fig. 1 gezeigt, folgt die Schaltung 24 für den einstellbaren Schwellenwert vorzugsweise dem Hochfrequenzübertragungssignalerzeugungsschaltkreis 22 in Situationen, in denen der Detailprozessor 10 in einem Übertragungsstudio oder einer Ausstrahlungsausrüstung enthalten ist. In dieser professionellen Umgebung stellt die Empfindlichkeit der Schwellenwerteinstellsteuerung 26 keinen signifikanten Nachteil für das trainierte, technische Personal dar. Auf der anderen Seite, wenn der Detailprozessor 10 in einer Verbraucherausrüstung enthalten ist, die im wesentlichen von nicht trainierten Personen bedient wird, erreicht die Anordnung der Schwellenwertschaltung 24, die einer Multiplizierschaltung 26 folgt, äquivalente Resultate mit weniger Empfindlichkeit aufgrund der Steuerung 26.
Ein Wellenformschaltkreis 28 ist in dem Block von Fig. 1 gezeigt, der von der gestrichelten Linie umschlossen ist. Diese Schaltung enthält, beispielsweise, einen Verstärker-Beschränker-Schaltkreis 30. Während sie nicht für einen effektiven Betrieb des Detailprozessors lo unentbehrlich ist, arbeitet der Verstärker-Beschränker im wesentlichen dafür, die Verstärkungskurve für Hochübertragungsniveaus zu formen.
Hinter der Verstärker-Beschänker-Schaltung 30 teilt sich der Wellenformschaltkreis in zwei parallele Wege auf, wobei ein erster Weg sich über einen Verzögerungsanpassungsschaltkreis 32 zu einem Eingang des Vier-Quadrant-Multiplizierers 36 erstreckt. Ein zweiter Weg von dem Verstärker-Beschränker führt über einen Komplettwellengleichrichter-, Filter- und Formschaltkreis 34, dessen Charakteristiken detaillierter im Zusammenhang mit den Fig.en 3A und 3B diskutiert wird. Der erste Wegverzögerungsanpassungsschaltkreis 32 liefert eine Verzögerung, um die Verarbeitungsverzögerungen, die von der Schaltung 34 gemacht werden, anzupassen.
Der Multiplizierschaltkreis 36 multipliziert das verzögerte Signal des ersten Weges von dem Verzögerungsanpassungsschaltkreis 32 mit dem Signalausgang des zweiten Weges von dem Formschaltkreis 34, um ein Verstärkungssignal zu erzielen, das die gewünschte Amplitudenantwort aufweist, um die Anstiegszeit für kleine Übertragungen in dem Ausgabeaddierschaltkreis 18 zu verbessern, ohne Modifizieren der Großniveauübertragungen darin (d.h. ohne irgendwelche Verluste in der Bandbreite in dem Hauptweg 24).
Die Hauptwegverzögerungsanpassungsschaltung 16 liefert eine geeignete Hauptwegverzögerung, um dem Hauptwegvideosignal zu ermöglichen, zu einer geeigneten Zeit und Phase in dem Addierschaltkreis 18 zu dem Verstärkungssignalausgang durch den Multiplizierer 36 addiert zu werden.
Ein Wahlelement, nämlich eine Niveausteuerung durch eine Farbton- und Luminanzschaltung 38, kann in den Weg, zwischen dem Multiplizierer 36 und dem Addierer 28, wie in Fig. 1 gezeigt, angeordnet werden. Diese Schaltung 38 wird in Zusammenhang mit den Fig.en 4A und 4B im Anschluß detaillierter diskutiert.
Nunmehr wird sich auf die Wellenformgraphen von Fig. 2 bezogen, wobei das Signal an dem Videoausgang 12 als Wellenformen A dargestellt ist. Die Wellenformspalte, die am weitesten links angeordnet ist, stellt drei Amplitudenantworten 5 für verschiedene Signale an den Stellen dar, die in der Schaltung von Fig. 1 durch Bezugsbuchstaben gekennzeichnet sind, wobei die Amplitude gegen eine Referenzskala aufgetragen ist. Die mittlere Spalte zeigt komplette Amplitudenübertragungscharakteristiken; und die am weitesten rechts angeordnete Spalte zeigt Niedrigniveauübertragungscharakteristiken an den angegebenen Stellen.
Daher stellt die am weitesten links angeordnete Wellenform A eine Videoeingangsamplitudenantwort an einem niedrigen Niveau und für die komplette Amplitude dar (wie gestrichelt dargestellt). Die mittlere Wellenform A stellt eine komplette Amplitudenübertragung (z.B. 0 bis 100 IRE-Einheiten) an dem Eingang 12 dar, und die am weitesten rechts angeordnete Wellenform A stellt eine Niedrignivauübertragung an dem Eingang 12 dar.
Wellenformen B stellen das Hochfrequenzübertragungssignal dar, das von der Schaltung 22 in Antwort auf sowohl Komplettamplituden- als auch Niedrigniveauübertragungen erzeugt wird.
Wellenformen C stellen den Betrieb der Schaltung 24 für einen einstellbaren Schwellenwert dar, um ein Minimalschwellenwertniveau zu liefern, unterhalb dessen kein Signalausgang vorhanden ist.
Wellenform D1 und D2 stellen die Signalverstärkungs-Beschränkungsprozesse dar, die in der Schaltung 30 durchgeführt werden. Die Zeitverzögerung, die von dem ersten Wegverzögerungsanpassungsschaltkreis 32 herrührt, ist graphisch mit einer gestrichelten Linie in der mittleren und rechten Spalte durch die Wellenform D2 dargestellt.
Die Wellenformcharakteristiken des Komplettwellengleichrichter-, Filter- und Formschaltkreises 34 sind als Wellenformen E dargestellt. Für hohe Niveaus nähert sich das Übertragungsintervallausgabesignal einem Nullwert, während sich für niedrige Niveaus (z.B. bei 20 IRE-Einheiten oder weniger) das übertragungsintervallausgabesignal einem Einheitswert nähert. Wie in der Wellenform E der am weitesten links angeordneten Spalte zu sehen ist, ist von ungefähr 20 IRE-Einheiten bis 100 IRE-Einheiten die Ausgabecharakteristik eine Kurve, die sich von dem Einheitswert zum Nullwert über einen Bereich von 20 bis 100 IRE-Einheiten erstreckt.
Der Verstärkungssignalausgang von dem Multiplizierer 36 ist als Wellenformen F dargestellt. Wie in der mittleren Spalte gesehen werden kann, für Komplettamplitudenübertragungen, ist das Verstärkungssignal 0; und in der rechten Spalte ist das Verstärkungssignal für niedrige Niveaus die D2-Wellenform.
Wenn die Verstärkungssignalwellenform F auf das Hauptwegsignal addiert ist, werden die Charakteristiken der Wellenformen G erhalten. An dem Komplettamplitudenausgang liegen keine Übertragungsumrißlinien vor, wie sie bei einigen Verwirklichungen vom U.S. Patent Nr. 4,262,304 vorliegen. Bei Niedrigübertragungsniveaus sind Details einer kompletten Bandbreitenverstärkung gegeben.
Eine beispielhafte Verwirklichung des Formgebungsschaltkreises 34 ist in Fig. 3A gegeben. Dabei empfängt der Eingang 39 das D1-Signal von z.B. dem Verstärker-Beschränker 30, das als Wellenform a in Fig. 3B dargestellt ist. Das numerische Vorzeichen dieses Signals wird daraufhin durch Betrieb eines Komplettwellengleichrichters 40 entfernt. Das Ausgangssignal des Doppelgleichrichters 40 passiert dann durch z.B. eine 200 Nanosekundenverzögerungsleitung, die gleiche 50 Nanosekundenverzögerungsabgriffe aufweist. Dann werden die nicht verzögerten und gleich verzögerten Signale, Wellenform b, c, d und e von Fig. 3B, durch eine Schaltung 44 für das positivste Signal geschleust, die so funktioniert, daß sie das positivste Signal liefert, Wellenform f von Fig. 3B, von all den in die Schaltung 44 eintretenden Signalen. Das resultierende Signal wird dann durch eine Tiefpaßfilterschaltung 46 hindurchgeschickt, um die Kräuselung zu entfernen, Wellenform g von Fig. 3B. Das tiefpaßgefilterte Signal, Wellenform g, wird dann in einer Komparatorschaltung mit einem DC-Referenzspannungsniveau verglichen, das im Vergleich zu der Wellenform g in Fig. 3B dargestellt ist. Das Resultat liefert als Wellenform h (und Wellenform E in Fig. 2) das zweite Wegsignal zu dem Multiplizierer 36.
Ein Verstärkungsniveau kann vorteilhafterweise durch Chrominanzbedingungen gesteuert werden, wie in den Fig.en 4A und 4B dargestellt. Der Schaltungsblock 38 von Fig. 1 kann, wie in Fig. 4A gezeigt, verwirklicht sein, um einen Farbtoneingang 50 und einen Verstärkungseingang 52, der zu dem Multiplizierer 36 führt, zu enthalten. Ein Farbtonphasen- und -amplitudenfunktionserzeuger 54, dessen Aufbau im Detail in Fig. 8 gezeigt ist, liefert eine Steuerung, die zwischen dem Einheitswert und Null liegt, als eine Funktion der Farbton- und Luminanzbedingungen, beispielsweise in Übereinstimmung mit den Tabellenwerten, die in Fig. 4B angegeben sind. Ein zweiter Multiplizierer 56 multipliziert die Verstärkungssigalwellenform F mit dem Farbtonsteuersignalausgang von der Schaltung 54, um die in Fig. 4B aufgelisteten Resultate zu erhalten.
Fig. 5 stellt ein Codiersystem 60 dar, das die Lehren von U.S. Patent Nr. 4,731,660 verwendet, enthalten als Referenz, mit oder ohne der Verwendung des Schwellenwertkonzepts, das dort offenbart ist. Das System 60 enthält einen Luminanzeingang 62 und einen Chrominanzeingang 64. Der Detailprozessor 10 ist mit dem Luminanzeingang verbunden und schreitet zu einem Luminanzkammfilter 66 fort. Ein Chrominanzkammfilter 68 ist mit dem Chrominanzeingang 64 verbunden und enthält eine Verzögerungsanpassungsschaltung, um Gruppenverzögerungen zu berücksichtigen, die in dem Prozessor 10 und dem Kammfilter 66 auftreten. Die gekämmten Ausgänge von den Filtern 66 und 68 werden dann in einer Addierschaltung 70 miteinander verbunden, um ein kammfilterbearbeitetes, niedrigübertragungsniveauverstärktes Zusammensetzfarbfernsehsignal an einem Ausgang 72 zu liefern, z.B. entweder in dem NTSC- oder PAL-Standardfarbsignalformat.
Fig. 6 stellt die Verwendung der gegenwärtigen Erfindung innerhalb eines Decodiersystems 74 dar. Ein Farbzusammensetzungseingang 76 empfängt ein Farbsignal in Übereinstimmung mit entweder dem NTSC- oder PAL-Standard, beispielsweise. Ein Farbton/Luminanz-Separator 78, wie ein Kammfilter, separiert die Luminanz- und Chrominanzkomponenten des Signals. Das Luminanzsignal wird dann durch den Detailprozessor 10 von Fig. 1 hindurchgeschickt, und das resultierte, verstärkte Luminanzsignal wird dann in die Farbdecodiermatrix 80 eingegeben.
Die Chrominanzkomponente von dem Separator 78 wird dann durch einen Chrominanzdemodulator 82 geschickt, der ein Farbtonzwischenträgersignal empfängt und Farbdifferenzsignale ausgibt, wie Rot-Grün- und Blau-Grün-Signale. Diese Signale werden geeignet in einer Verzögerungsanpassungsschaltung 84 verzögert, was notwendig ist, um Bearbeitungsverzögerungen zu kompensieren, die innerhalb des Verstärkers 10 auftreten, und dann treten diese Singale in die Farbdecodiermatrix 80 ein. Die Matrix 80 gibt decodierte Rot-, Grün- (was Luminanz sein kann) und Blau-Komponenten in den Leitungen 86, 88 bzw. 90 aus.
Die Fig.en 7, 8 und 9 liefern gegenwärtig bevorzugte Schaltungsverwirklichungen der verschiedenen Elemente, die den Detailverstärker 10, der in dem Blockdiagrarnm dargestellt ist, umfassen. Fachmänner werden dazu fähig sein, diese schematischen Figuren mit den funktionellen Anforderungen zu korrelieren, die für jedes Element durch Verwendung der gleichen Bezugszeichen dargestellt sind; und eine detaillierte Beschreibung dieser Schematiken ist als unnotwendig erachtet worden.

Claims

1. Übertragungsniveauverstärker (10) zum Erniedrigen der Übertragungszeit von Niedrigniveauübertragungen innerhalb eines Videosignals ohne Erzeugung von Artefakten aufgrund der Hochübertragungsniveaus innerhalb des Videosignals, wobei der Verstärker folgendes umfaßt einen Eingang (12) zum Empfangen des Videosignals; einen Ausgang (20) zum Liefern eines Hauptwegvideosignals, in welchem übertragungszeiten von Niedrigniveauübertragungen erniedrigt worden sind; einen Hauptweg (14) für das Videosignal, das sich zwischen dem Eingang (12) und dem Ausgang (20) ausbreitet, wobei der Hauptweg (14) ein Hauptwegaddiermittel (18) zum Aufaddieren eines Übertragungsverstärkungssignals auf das Videosignal enthält; und ein Übertragungsverstärkungssignalerzeugungsmittel, das eine Verbindung mit dem Eingang zum Empfangen des Videosignals und zum Erzeugen des Übertragungsverstärkungssignals enthält, wobei das Erzeugungsmittel Übertragungssignalerzeugungsmittel (22, 24) zum Erzeugen eines Übertragungssignals, nach dem Erfassen einer Übertragung in dem Videosignal, und ein Wellenformmittel (28) umfaßt, das mit besagten Übertragungssignalerzeugungsmitteln (22, 24) verbunden ist, wobei besagtes Wellenformmittel (28) einen ersten Weg enthält, der ein Verzögerungsanpassungsmittel (32) zum Liefern eines ersten Signals enthält, und einen zweiten Weg parallel zu dem ersten Weg umfaßt, wobei der zweite Weg ein Vorzeichenentfernungs- und Formmittel (34) darin zum Erzeugen eines zweiten Signals umfaßt und eine Ausgangsamplitude, die sich mit ansteigender Eingangsamplitude für Eingangsamplituden oberhalb eines vorherbestimmten Wertes erniedrigt, und eine Ausgangsamplitude aufweist, die sich für Eingangsamplituden unterhalb des vorherbestimmten Werts einem Einheitswert nähert, und ein Multipliziermittel (36) zum Multiplizieren des ersten Signals mit dem zweiten Signal, um das Übertragungsverstärkungssignal zu erzeugen, umfaßt, wobei das Multipliziermittel (36) mit dem Hauptwegaddiermittel (18) so verbunden ist, daß das Übertragungsverstärkungssignal dem Hauptwegvideosignal zuaddiert werden kann, um dadurch die Übertragungszeiten von Niedrigniveauübertragungen zu erniedrigen.

2. Übertragungsniveauverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsverstärkungssignalerzeugungsmittel (22, 24) ein Schwellenwertmittel (24) umfaßt, um zu ermöglichen, dar das Übertragungsverstärkungssignal nur für Signale erzeugt wird, deren Übertragungsniveaus oberhalb eines Schwellenniveaus liegen.

3. Übertragungsniveauverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwellenwertmittel (24) so einstellbar ist, daß das Übertragungsverstärkungssignal nicht als Folge von Rauschen erzeugt wird.

4. Übertragungsniveauverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwellenwertmittel (24) in der Verbindung zwischen dem Übertragungssignalerzeugungsmittel (22) und dem Wellenformmittel (28) angeordnet ist.

5. Übertragungsniveauverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwellenwertmittel (24) hinter dem Multipliziermittel (36) und vor dem Hauptwegaddiermittel (18) angeordnet ist.

6. Übertragungsniveauverstärker nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptweg (14) ferner ein Verzögerungsanpassungsmittel (16) zur Bereitstellung einer zuvor bestimmten, geeigneten Verzögerung für das Hauptwegvideosignal umfaßt, um somit eine Verzögerungsanpassung an besagtes Übertragungsverstärkungssignal zu liefern.

7. Übertragungsniveauverstärker nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungssignalerzeugungsmittel (22, 24) einen zweiten Differenzierschaltkreis (22) umfaßt, der eine zweite Differentialfunktion jeder Videoübertragung erzeugt, die diese Schaltung passiert.

8. Übertragungsniveauverstärker nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenformmittel (28) in seinem zweiten Weg ein Gleichrichtermittel (40) für die komplette Welle zum Entfernen des Vorzeichens des zweiten Signals; ein Verzögerungsleitungsmittel (42), das mit dem Gleichrichtermittel (40) für die komplette Welle verbunden ist und Vielfach-Zeitverzögerungserhöhungsabgriffstellen aufweist, zum Verzögern des zweiten Signals um eine Vielzahl von Verzögerungszeiterhöhungen; ein Auswahlmittel (44) für das positivste Signal, das mit dem Gleichrichtermittel (40) für die komplette Welle und mit dem abgegriffenen Verzögerungsleitungsmittel (42) zum Auswählen und Liefern des positivsten Signals von den Signalen, die von dem Gleichrichtermittel (40) für die komplette Welle und den Vielfach-Zeitverzögerungserhöhungsabgriffstellen empfangen werden, verbunden ist; ein Tiefpaßfiltermittel (46), das mit dem Auswahlmittel (44) für das positivste Signal zum Tiefpaßfiltern des ausgewählten positivsten Signals verbunden ist; und ein Analogkomparatormittel (48) zum Vergleichen des tiefpaßgefilterten Signals mit einem DC-Referenzwert zum Liefern des zweiten Signals als ein Nullwertsignal während der Intervalle von Hochniveauvideosignalübertragungen umfaßt.

9. Übertragungsniveauverstärker nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal die Luminanzkomponente eines Farbfernsehvideosignals ist und ferner ein Farbtonsteuersignalerzeugungsmittel (38) umfaßt ist, das auf Farbtonkomponenten des Farbfernsehvideosignals zum Erzeugen eines Farbtonsteuersignals antwortet, das einen Wert aufweist, der in einem Bereich zwischen Null und dem Einheitswert zum Steuern des Übertragungsverstärkungssignals in Übereinstimmung mit Farbtonbedingungen des Videosignals liegt, und ein zweites Multipliziermittel (56) umfaßt, das zum Multiplizieren des Übertragungsverstärkungssignals mit dem Farbtonsteuersignal verbunden ist, wobei der Ausgang des zweiten Multiplizierers (56) mit dem Hauptwegaddiermittel (18) verbunden ist.

10. Übertragungsniveauverstärker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbtonsteuersignal eine Null-Dezibel- Verstärkung für monochromatische, eine Plus-Zwei-Dezibel-Verstärkung für Gelb-, Grün- und Zyanfarbtonkomponenten, die eine Amplitude, die in einem Bereich zwischen 40 und 100 IRE-Einheiten liegen, eine Plus-Drei-Dezibel-Verstärkung für Rotfarbtonkomponenten, die eine Amplitude, die in einem Bereich zwischen 20 und 30 IRE-Einheiten liegen, und eine Plus-Sechs-Dezibelverstärkung für Rot- und Blaufarbtonkomponenten, die eine Amplitude zwischen 40 und 100 IRE-Einheiten haben, liefert.

11. Farbfernsehkodiersystem (60) umfassend in seinem Luminanzweg einen Übertragungsniveauverstärker (10) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9.

12. Farbfernsehkodiersystem (60) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Fernsehfarbkodierer einen Luminanzeingang (62), mit welchem der Übertragungsniveauverstärker (10) verbunden ist, und ein Luminanzkammfilter (66) hinter dem Verstärker (10) in dem Luminanzweg und einen Chrominanzeingang (64) enthält, der zu einem Chrominanzkammfilter (68) führt, wobei Ausgangssignale von dem Luminanzkammfilter und dem Chrominanzkammfilter durch ein Addiermittel (70) zu einem zusammengesetztes Farbfernsehsignal kombiniert werden.

13. Farbfernsehdekodiersystem (74) umfassend in seinem Luminanzweg einen Übertragungsniveauverstärker (10) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9.

14. Farbfernsehdekodiersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fernsehfarbvideosignaldekodierer (74) einen Eingang (76) für ein zusammengesetztes Farbvideosignal, eine Farbton/Luminanz-Komponententrennschaltung (78) zum Trennen von Farbton in einen Farbtonweg und Luminanz in einen Luminanzweg, wobei der Übertragungsniveauverstärker (10) in dem Luminanzweg angeschlossen ist, und ein Chrominanzdemodulator (82) in dem Farbtonweg angeschlossen ist; und eine Farbdekodiermatrix (80) zum Dekodieren verstärkter Luminanz von dem Übertragungsniveausignalverstärker (10) und richtig zeitverzögerungsangepaßten (84) Farbkomponenten von dem Farbtondemodulator in Farbkomponenten, wie Rot, Grün und Blau, enthält.

15. Verfahren zum Erniedrigen der Übertragungszeit von Niedrigniveauübertragungen innerhalb eines Videosignals ohne Erzeugung von Artefakten aufgrund von Hochübertragungsniveaus innerhalb des Videosignals, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Empfangen des reinkommenden Videosignals an einem Hauptweg; Addieren eines Übertragungsverstärkungssignals zu dem Videosignal in dem Hauptweg; Liefern an einen Ausgang ein Hauptwegvideosignal, in welchem Übertragungszeiten von Niedrigniveauübertragungen erniedrigt worden sind; Erzeugung des Übertragungsverstärkungssignals aus dem hereinkommenden Videosignal durch Erzeugung eines Übertragungssignals, nach dem Erfassen einer Übertragung in dem Videosignal, Wellenformen des Übertragungssignals durch Hindurchführen des Übertragungssignals durch einen ersten Verzögerungsanpassungsweg zum Liefern eines ersten Signals und Hindurchführen des Übertragungssignals durch einen zweiten Weg, in welchem das Vorzeichen des Übertragungssignals entfernt wird und der resultierende absolute Wert davon in Übereinstimmung mit einer vorherbestimmten Kurve geformt wird, um ein zweites Signal zu erzeugen, das eine Ausgangsamplitude aufweist, die sich mit ansteigender Eingangsamplitude für Eingangsamplituden oberhalb eines vorherbestimmten Werts erniedrigt, und eine Amplitude, die sich dem Einheitswert für Eingangsamplituden unterhalb des vorherbestimiuten Werts nähert, und Multiplizieren des ersten Signals mit dem zweiten Signal, um das Übertragungserhöhungssignal hervorzubringen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Übertragungsverstärkungssignals den Schritt des Erzeugens eines Minimalschwellenwerts für Übertragungen, über dem das Übertragungsverstärkungssignal erzeugt wird, umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es den Arbeitsschritt des Einstellbarmachens des Schwellenwerts enthält, so daß das Übertragungsverstärkungssignal nicht als Folge von Rauschniveaus erzeugt wird.

18. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt der Verzögerungsanpassung innerhalb des Hauptweges umfaßt, um Phasenanpassung zwischen dem Hauptvideosignal und dem Übertragungsverstärkungssignal zu liefern.

19. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens eines Übertragungssignals den Schritt des Erhaltens einer zweiten Differentialfunktion für jede Videosignalübertragung umfaßt.

20. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Wellenformens in den zweiten Weg folgende Schritte umfaßt: Gleichrichten der kompletten Welle zum Entfernen des Vorzeichens und Herausgeben eines absoluten Werts des zweiten Signals; Verzögern des zweiten Signals um eine Vielzahl von Zeitverzögerungsinkrementen; Auswählen und Liefern des positivsten Signals des gleichgerichteten Signals der kompletten Welle und der Signale, die um besagte Vielzahl von Zeitverzögerungsinkrementen verzögert sind; Tiefpaßfiltern des ausgewählten positivsten Signals; und Vergleichen des tiefpaßgefilterten Signals mit einem DC-Referenzwertmittel, um ein zweites Signals als ein Nullwertsignal während der Intervalle von Hochniveauvideoübertragungen zu liefern.

21. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal die Luminanzkomponente eines Farbfernsehvideosignals ist und ferner der Schritt des Erzeugens eines Farbtonsteuersignals, das einen Wert, der in einem Bereich zwischen Null und dem Einheitswert liegt, zum Steuern des Übertragungsverstärkungssignals in Übereinstimmung mit Farbtonbedingungen des Videosignals, und den Schritt des Multiplizierens des Übertragungsverstärkungssignals mit dem Farbtonsteuersignal umfaßt, um ein farbtongesteuertes Verstärkungssignal zu liefern.

22. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Farbtonsteuersignals zu einer Null-Dezibel-Verstärkung für monochromatische, eine Plus-Zwei- Dezibel-Verstärkung für Gelb-, Grün- und Zyanfarbtonkomponenten, die eine Amplitude aufweisen, die in einen Bereich zwischen 40 und 100 IRE-Einheiten liegt, eine Plus-Drei-Dezibel- Verstärkung für Rotfarbtonkomponenten, die eine Amplitude aufweisen, die in einem Bereich zwischen 20 und 40 IRE-Einheiten liegt, und eine Plus-Sechs-Dezibel-Verstärkung für Rot- und Blaufarbtonkomponenten, die eine Amplitude zwischen 40 und 100 IRE-Einheiten aufweisen, führt.

23. Farbfernsehkodierverfahren, bei welchem die Luminanzverarbeitung das Verfahren zum Erniedrigen der Übertragungszeit von Niedrigniveauübertragungen innerhalb des Videosignals nach irgendeinem der Ansprüche 15 bis 20 enthält.

24. Farbfernsehkodierverfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehfarbvideosignalkodierbearbeitung die Schritte der Luminanzkammfilterbearbeitung einer verstärkten Luminanzkomponente nach den Schritten des Verfahrens zum Erniedrigen der Übertragungszeit für Niedrigübertragungsniveaus und das Chrominanzkammfilterbearbeiten einer Chrominanzkomponente und das Verbinden der verstärkten Luminanzkomponente mit der Chrominanzkomponente in einer Addierschaltung enthält, um ein zusammengesetztes Farbfernsehsignal zu liefern.

25. Farbfernsehkodierverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das Luminanzbearbeiten das Verfahren zum Erniedrigen der Übertragungszeit für Niedrigniveauübertragungen innerhalb des Videosignals nach irgendeinem der Ansprüche 15 bis 20 enthält.

26. Farbfernsehkodierverfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernsehfarbvideosignaldekodierbearbeiten die folgenden Schritt umfaßt: Separieren des Farbtons in einen Farbtonweg und der Luminanz 1 in einen Luminanzweg, Durchführen des Verfahrens zum Erniedrigen der Übertragungszeit für Niedrigniveauübertragungen innerhalb des Luminanzwegs, und Demodulieren des Farbtons in den Farbtonweg; und Dekodieren der verstärkten Luminanz und des demodulierten Farbtons, um Farbkomponenten, wie Rot, Grün und Blau, zu liefern.