DE68926088T2

DE68926088T2 - Farbsignal-Verarbeitungsgerät

Info

Publication number: DE68926088T2
Application number: DE68926088T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Fukatsu; Katsuji Yoshimura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-10-12
Filing date: 1989-10-11
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: DE68926088D1; EP0364225A1; EP0364225B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Farbsignal- Verarbeitungsgerät zur Umsetzung eines Farbträgersignals nach dem PAL- System in Farbdifferenzsignale; zur Durchführung verschiedener Farbsignal- Verarbeitungsvorgänge; und schließlich zur Modulation des Signais zurück in das Farbträgersignal.
Beim Durchführen einer digitalen Verarbeitungsoperation, wie einem Rauschverminderungsvorgang an einem Bildsignalgemisch unter Verwendung z.B. eines Bildspeichers oder dgl., wird das Bildsignal vorzugsweise in Basisbandsignale demoduliert, wie in ein Leuchtdichtesignal und in Farbdifferenzsignale zum digitalen Verarbeitungsvorgang. An dieser Stelle erfordert die Demodulation des Bildsignalgemisches zwei unterschiedliche Prozesse, die (1) eine Verarbeitung der Irennung des Signals in ein Leuchtdichtesignal (wird nachstehend als Y-Signal bezeichnet) und in ein Farbträgersignal (wird nachstehend als C-Signal bezeichnet) und (2) einen Vorgang der Modulation des C-Signals in Farbdifferenzsignale umfassen. In dem Prozeß (2) werden Basisband- Farbdifferenzsignalkomponenten in einer digitalen Signalform durch direktes A/D- Wandeln (analog- zudigital) des C- Signals unter Verwendung zweier unterschiedlicher Abtast- Taktsignale erzeugt, die mit dem Farbsynchronsignal des C- Signals verriegelt sind.
Im Falle des Fernsehsignals des NTSC- Systems wird z. B. ein NTSC- Signalgemisch zuerst in Y- und C- Signale getrennt. Danach wird das C- Signal mit einem Abtasttaktsignal einer Frequenz A/D- gewandelt, die viermal so hoch ist wie die Frequenz des Farbsynchronsignals. Während der A/D- Wandlung können Abtastdaten, die mit 180º gewonnen werden, als B - Y- Farbdifferenz- Signal, und Abtastdaten, die mit 270º gewonnen werden, als weiteres R - Y - Farbdifferenzsignal angesehen werden, wenn das Abtasttaktsignal genau mit der Phase 0º, 90º, 180º oder 270º des Farbsynchronsignals eingerastet ist. Das Farbträgersignal wird in zwei Farbdifferenzsignale durch Aussortieren dieser Abtastdaten mit einer Nebenträgerfrequenz fsc aussortiert.
Bei der Modulation der Farbdifferenz- Signalkomponenten in das C- Signal wird des weiteren das Datum von 0º aus dem Datum der 180º- Phase sowie ein Datum von 90º aus dem Datum der 270º- Phase durch Umkehr der Polarität der Daten gewonnen. Diese werden auf diese Weise nacheinander D/A- gewandelt.
Wird beispielsweise das 180º- Phasendatum, welches durch A/D- Wandlung des C- Signals gewonnen wird, mit D 180 bezeichnet, so kann das 0º- Phasendatum D 0 folgendermaßen ausgedrückt werden: D 0 = - (D 180 - Dce), wobei Dce den Gleichstrom- Offsetwert des C- Signals repräsentiert.
Während das Farbfernsehsignal des NTSC- Systems in der vorstehenden Weise verarbeitet wird, wird die digitale Verarbeitung für das PAL- System- Signal folgendermaßen ausführt: in diesem Falle wird die Trägerwelle des Farbdifferenzsignals R - Y bei jeder Abtastzeile umgekehrt. Folglich müssen die zu sortierenden Daten aus einem Datum hinüber zum nächsten bei jeder Abtastzeile durch Überwachen der Fabsynchronsignalphase der Abtastzeilen geändert werden. Im Falle des PAL- Systems wird die B - Y - Signalträgerwelle bei 1800 fixiert. Die R - Y - Signalkomponente liegt bei 0º (die Farbsynchronsignalphase beträgt zu dieser Zeit 315º) und bei 180º (die Farbsynchronsignalphase beträgt zu dieser Zeit 225º). Die Demodulation wird durch Sortieren derer A/D- gewandelten Daten ausgeführt.
Im Rauschverminderungsvorgang usw. bezüglich des NTSC- Signals können die Reihen von Verarbeitungsschritten, d. h., die Demodulation, Signalverarbeitung und die Modulation, ohne irgend eine Schwierigkeit ausgeführt werden, so lange die quadratische Beziehung aufrechterhalten wird, selbst wenn die Demodulationsachse nicht absolut in der obigen Weise festgelegt ist. Folglich ist es für das zur A/D- Wandlung zu verwendende Abtasttaktsignal erforderlich, mit einer Frequenz synchronisiert zu sein, die viermal so hoch wie die Frequenz der Trägerwelle ist. Die phasenmäßige Beziehung des Abtasttaktsignals kann vernachlässigt werden.
Das Signal des PAL- Systems hat jedoch die folgenden Probleme: Fig. 1 der anliegenden Zeichnung ist eine vektorielle Darstellung der Quadraturdemodulation, die ohne Phasenverriegelung der Demodulationsachse zur B - Y- und R - Y - Achse erfolgt. Das Frabträgersignal ist als ein Vektor OA durch Strich A dargestellt und als ein Vektor OB durch Strich B. Das Farbträgersignal wird durch A/D- Wandlung mit einem Abtast- Taktsignal demoduliert, welches um eine Phase φ von der B - Y- und R - Y - Achse abweicht. Dann werden die Farbkomponenten folgendermaßen ausgedrückt:
Zeile A --- CXA = r cos (θ - φ)
CYA = r cos (θ - φ)
CXB = r cos (θ - φ)
CYB = r cos (θ - φ)
wobei r den absoluten Wert der Vektoren 0A und 0B repräsentiert, d. h., die Amplitude des Farbträgersignals.
Da die Farbsignalkomponenten somit mit der Abtastzeile variieren, ist es unmöglich, einen adäquaten Farbtonwert beizubehalten, wenn eine Zwischenfeldverarbeitung ausgeführt wird.
In der Schrift GB - A-2145903 ist ein Abtastdaten- Signalverarbeitungsgerät zur digitalen Signalverarbeitung in einem Farbfernsehempfänger beschrieben. In diesem Gerät wird das zusammengesetzte Farbfernsehsignal in ein Digitalsignal umgesetzt, und dann wird ein digitales Farbsignal aus dem Digitalsignal abgetrennt, und ein Digitalsignal (R - Y) und ein Digitalsignal (B - Y) wird aus dem abgetrennten digitalen Farbsignal demoduliert.
Nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist ein Farbsignal- Verarbeitungsgerät zur Verarbeitung eines Farbträgersignals nach dem PAL- System durch Umwandlung des Farbträgersignals in ein Basisbandsignal, Ausführung einer vorbestimmten Verarbeitung hinsichtlich des Basisbandsignals, gefolgt von der Umsetzung des Basisbandsignals zurück in das Farbträgersignal, das gekennzeichnet ist durch:
(A) Taktsignal- Bildungsmittel zur Bildung eines Taktsignals, das mit einer Bezugsphase des Farbträgersignals phasensynchronisiert ist und das eine vierfach so hohe Frequenz wie eine Trägerfrequenz aufweist;
(B) erste Wandlermittel zur Umsetzung des Farbträgersignals in ein Digitalsignal auf der Grundlage des von den Taktsignal- Bildungsmitteln zur Abgabe des Digitalsignals gebildeten Taktsignals;
(C) Zwischenspeichermittel zur Phasensynchronisierung des von den Wandlermitteln abgegebenen Taktsignals mit dem von dem Taktsignal- Bildungsmitteln abgegebenen Taktsignal und zur Zwischenspeicherung des Digitalsignals zu zwei verschiedenen Zeitpunkten, wodurch erste und zweite Digitalsignale ausgelesen werden;
(D) erste Verzögerungsmittel zur Verzögerung des ersten in den Zwischenspeichermitteln zwischengespeicherten Digitalsignals und zur Abgabe des verzögerten Signals;
(E) erste Addiermittel zum Addieren des ersten in den Zwischenspeichermitteln zwischengespeicherten Digitalsignals mit dem ersten von dem ersten Verzögerungsmittel abgegeben Digitalsignal und zur Abgabe des Summensignals;
(F) zweite Verzögerungsmittel zur Verzögerung des zweiten, in den Zwischenspeichermitteln gespeicherten Digitalsignals und zur Abgabe des verzögerten Signals;
(G) zweite Addiermittel zum Addieren des zweiten, in den Zwischenspeichermitteln zwischengespeicherten Digitalsignals mit dem zweiten, von dem zweiten Verzögerungsmittel abgegeben Digitalsignal und zur Abgabe des Summensignals;
(H) Digitalsignal- Verarbeitungsmittel, die zur Eingabe des ersten, von den ersten Addiermitteln abgegebenen Digitalsignals und des zweiten, von den zweiten Addiermitteln abgegeben Digitalsignals eingerichtet sind, um eine Digitalsignalverarbeitung bezüglich des ersten und des zweiten Digitalsignals auszuführen und um das verarbeitete Signal auszugeben;
(I) zweite Wandlermittel, die zur Eingabe des ersten Digitalsignals und des zweiten von den Digitalsignalverarbeitungsmitteln abgegeben Digitalsignals eingerichtet sind, um das erste und das zweite Digtialsignal in analoge Farbträgersignale auf der Grundlage des von den Taktsignalbildungsmitteln gebildeten Taktsignals umzusetzen; und durch
(J) Mittel zur Bildung von Gleichspannungsoffset- Komponentensignalen entsprechend den Gleichstromoffsetkomponenten der ersten und zweiten, von den Zwischenspeichern zwischengespeicherten Digitalsignale und zur Subtraktion der Gleichspannungsoffset- Komponentensignale aus den ersten und zweiten, von den Signalverarbeitungsmitteln abgegebenen Digitalsignalen.
Nachstehend wird anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben, wie die Erfindung beispielsweise ausgeführt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 ist eine vektorielle Darstellung, die die Quadraturdemodulation eines Farbträgersignals zeigt.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Übersicht eines Farbsignalverarbeitungsgerätes als Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Figuren 3A, 3B und 4 sind Kurvenformtafeln, die die Arbeitsweise des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels durch Kurvenformen von aus den verschiedenen Teilen gemäß Fig. 2A der ausgegebenen Signale zeigen.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das eine Übersicht der Anordnung des Farbsingal- Verarbeitungsgerätes nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6 zeigt die Abtastpunkte der Farbdifferenzsignale des PAL- Systems in Zeilenbeziehung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, in der Fig. 2 die Schaltung eines Farbsignal- Verarbeitungsgerätes als Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Figuren 3A, 3B und 4 zeigen die Arbeitsweise des Farbsignal- Verarbeitungsgerätes durch die Kurvenformen der Signale, die von verschiedenen Teilen des Gerätes erzeugt werden.
In Fig. 2 enhält die Darstellung einen A/D- Wandler 10 (analog-zu-digital); Zwischenspeicherschaltungen 12, 14 und 16; Volladdierer 18, 19, 20, 21, 22, 23 und 24; Inverter 26, 27 und 28; Zwischenspeicherschaltungen (OC- Zwischenspeicherschaltungen) 30, 32, 34 und 36, die mit Ausgabesteuereinrichtungen (Ausgangssignal/hochohmige Umschaltung); einen D/A- Wandler (digital- zu- analog) 38; eine PLL- Schaltung 40; eine Zeitsteuerung 42; Zeilenspeicher 43 und 44 für 1- H; und Volladdierer 45 und 46. Die Zwischenspeicherschaltungen 12 bis 16 und 30 bis 36, die Inverter 26, 27 und 28 sind in einem solchem Umfang vorgesehen, der der Anzahl der Ausgangssignalbit des A/D- Wandlers 10 entspricht. Ein Ausgangsanschluß 50 ist vorgesehen, um ein C- Signal einzugeben, das durch Y/C- Trennung eines Bildsignalgemisches gewonnen wird. Ein Eingangsanschluß 51 ist zur Eingabe eines Taktsignals vorgesehen, das während einer Horizontal- oder Vertikal- Synchronperiode erzeugt wird. Ein Eingangsanschluß 52 ist zum Empfang eines Zeitsignals vorgesehen, das ein Intervall für ein Farbsynchronsignal anzeigt. Ein Ausgangsanschluß 53 ist zur Ausgabe des C- Signais vorgesehen. Eingangsanschlüsse 54, 56 und 58 sind zur Eingabe eines festen Wertes "01" (ein Hexadezimalwert) vorgesehen.
Der Ausgang 40A der PLL- Schaltung 40 führt ein Taktsignal einer vervierfachten Frequenz, die mit dem Farbsynchronsignal des Farbträgersignals eingerastet ist. Der Ausgang 40B der PLL- Schaltung 40 führt ein Taktsignal, das durch Division des Ausgangssignals 40A durch vier gewonnen wird, und ist eine Trägerperiode mit einer festen Phasenbeziehung zum Farbsynchronsignal des Frabträgersignals. Die Zeitsteuerung 42 ist zur Abgabe eines Taktsignals 42A zur A/D- Wandlung eingerichtet; Taktsignale 42B und 42C zur C- Signaldemodulation; Zeitsignale 42D, 42E, 42F, 42G und 42H zur Datenübertragung; und ein Taktsignal 42J zur D/A- Wandlung. Diese Ausgangssignale der Zeitsteuerung 42 werden mit dem Ausgangssignal 40B der PLL- Schaltung 40 phasenverriegelt (d. h. mit dem Farbsynchronsignal). Datenbusse 70 und 72 sind für demodulierte Farbdifferenzsignale vorgesehen. Datenbusse 74 und 76 sind zum Datendurchlauf mit entgegensetzter Polarität vorgesehen, die durch einen Modulationsvorgang erzeugt werden.
Die PLL- Schaltung 14 liest das Farbsynchronsignal aus dem C- Signal, das durch den Eingangsanschluß 50 gemäß dem Zeitsignal gewonnen wird, das vom Eingangsanschluß 52 kommt. Die PLL- Schaltung 40 erzeugt dann das Taktsignal 40b der Trägerperiode, die mit dem Mittenwert des Burst- Signals synchronisiert ist (180º- Phase mit der B - Y- Trägerwelle, wobei angenommen wird, daß diese 90º hat) und erzeugt auch das Taktsignal 40A, dessen Frequenz viermal so hoch wie die des Taktsignals 40B ist (4fsc: fsc stellt eine Farbunterträgerfrequenz dar) . In Übereinstimmung damit legt die Zeitsteuerung 42 das A/D- Wandlertaktsignal 42A (der Frequenz 4fsc) an den A/D- Wandler 10 an. Das C- Signal aus dem Eingangsanschluß 40 wird auf diese Weise in ein Digitaldatum umgewandelt. Das Digitaldatum wird an die Zwischenspeicherschaltungen 12, 14 und 16 geliefert. Die Zeitsteuerung 42 erzeugt auch Taktsignale 42B und 42C, die eine feste Phasenbeziehung zu dem Farbsynchronsignal aufweisen. Diese Taktsignale 42B und 42C werden jeweils an die Steuereingangsanschlüsse der Zwischenspeicherschaltungen 12 und 14 angelegt. Dadurch wird das Datenausgangssignal aus dem A/D- Wandler 10 in Farbdifferenzkomponenten getrennt und in künstliche Farbdifferenzsignale demoduliert.
Dann stellt die Zeitsteuerung 42 die Phase des Farbsynchronsignals des Farbträgersignals (C- Signal) fest, das aus dem Eingangsanschluß 50 bezogen wird, und ändert die Polarität des Taktsignals 420 von einer Polarität zur anderen.
Die künstlichen Farbdifferenzsignalkomponenten (die Ausgangssignale der Zwischenspeicherschaltungen 12 und 14), die auf diese Weise gewonnen werden, ändern sich mit der Zeile, wenn die Demodulationsachse (A/D- Abtastphase) mit der Achse der B - Y- und R - Y - Komponente zusammenfällt, wie vorstehend erläutert. Folglich sind die Zeilenspeicher 43 und 44 und die Volladdierer 45 und 46 zur Ausführung der Zwischenzeilen- Additionsoperationen in Hinsicht auf die künstlichen, um 90º verschobenen Farbdifferenzsignalkomponenten eingerichtet. Mit anderen Worten, das Signal der Zeile A ist das Signal der darauffolgenden Zeile B, die zwischenzeilig addiert werden. Die auf diese Weise gewonnenen Summen werden folgendermaßen ausgedrückt:
CX = CXA + CXB
= r [cos (θ - φ) + cos (θ - φ)]
= 2r cos φ cos θ
Cy = CYA + CYB
= r [cos (θ - φ) + cos (θ - φ)]
=2r cos φ cos θ
Im Ergebnis wird jede der Farbkomponenten in Form von B - Y- oder R - Y - Signalen mit einer vorgegebenen skalaren Größe 2 cos φ multipliziert. Dadurch wird der Farbwert unvariabel gemacht. Die Farbdifferenzsignale werden somit perfekte B - A- und R - Y - Signale einschließlich ihrem Gleichspannungsoffset. Die solchermaßen erzeugten beiden Signale werden an die Digitalsignal- Verarbeitungsschaltung (DSP) geliefert. Die Schaltung 100 führt dann eine vorbestimmte Signalverarbeitungsaktion unter Verwendung eines Halbbildspeichers durch, einschließlich einer Bildvergößerung und der Zusammensetzprozesse, einen Rauschverminderungsvorgang usw.. Die Signalverarbeitungsaktion wird in bekannter Weise ausgeführt, und daher wird eine detaillierte Beschreibung dieser nicht gegeben. Die Farbdifferenzsignale, die diesen Prozessen unterzogen worden sind, werden von der Schaltung 100 in zwei Signalarten abgegeben.
Die auf diese Weise von der Digitalsignal- Verarbeitungsschaltung (DSP) 100 gewonnenen digitalen Farbdifferenzsignale werden moduliert, um ein Farbträgersignal auf nachstehende beschriebene Weise zu gewinnen.
Die Zwischenspeicherschaltung 16 führt eine Zwischenspeicherung des Ausgangssignals vom A/D- Wandler 10 aus, das durch die Horizontalsynchronisations- (wird nachstehend der Einfachheit halber als Sync bezeichnet) Periode gemäß dem Zeitsignal, das über den Eingangsanschluß 51 empfangen wird. Der A/D- Wandler 10 erzeugt Daten, die einen Gleichstrom- Offset enthalten. Unter der Annahme, daß die Farbsignalkomponente mit CX und die Gleichstrom- Offsetkomponente mit Dce ausgedrückt wird, werden die Daten CDX auffolgende Weise gewonnen.
CDX = CX + Dce
Unter der Annahme, daß die mit entgegengesetzter Polarität zu bildenden Daten CPX sind, können die Daten CPX ausgedrückt werden durch:
CPX = - CX + Dce
= - (CDX - Dce) + Dce
Folglich kann diese Komponente mit dem Volladdierer und dem Inverter durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels wird die Zwischenspeicherschaltung 16 von dem Zeitsignal aus dem Eingangsanschluß 51 veranlaßt, die A/D- gewandelten Daten der Synchronperiode, während der kein Farbträgersignal existiert, zu halten. Der Wert der somit gehaltenen Daten entspricht der Gleichstrom- Offsetkomponente Dce, die in den zuvor genannten Formeln angegeben ist. Diese Daten werden vom Inverter 26 inwertiert, und "1" wird vom Volladdierer 18 hinzugefügt. Da die Daten CDX aus der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 100 gewonnen werden, werden die Daten CDX mit den Volladdierern 19 und 20 gewonnen. Danach wird die o. g. Rechenoperation mit den Volladdierern 21 und 24 und den Invertern 27 und 28 ausgeführt.
Durch den zuvor beschriebenen Vorgang werden die gewünschten Daten der invertierten Polarität aus den Volladdierern 23 und 24 gewonnen. Diese Daten werden dann an die Datenbusse 74 und 76 mit umgekehrter Polarität geliefert. Die von der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 100 abgegebenen Farbdifferenzkomponenten werden gemeinsam mit den Daten der Datenbusse 74 und 76 mit umgekehrter Polarität von den Zwischenspeicherschaltungen 30, 32, 34 und 36 gemäß dem Taktsignal 42D zwischengespeichert. Die Ausgangssignalfrequenz der Daten, d. h., die digitalen Signale aus diesen Zwischenspeicherschaltungen, werden von den Ausgangssteuersignalen 42E, 42F, 42G und 42H durch Lieferung dieser an den D/A-Wandler 38 gesteuert. Der D/A-Wandler 38 setzt diese eingegebenen Digitalsignale in ein analoges Signal gemäß dem Taktsignal 42J um und gibt das analoge Signal von diesem ab. Das Ausgangssignal des D/A- Wandlers 38 ist ein der vorbestimten Signalverarbeitung unterzogener Farbträger.
Wenn der ausgelesene Gleichstrom- Offsetwert Dce nicht mit den A/D- gewandelten Daten des Gleichstrom- Offset des C- Signais in dem Gerät dieser Art zusammentrifft, das in der zuvorgenannten Weise beschaltet ist, würde die Diskrepanz eine Verzerrung in der modulierten Kurvenform verursachen. Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel die während der Horizontalsynchronperiode gewonnenen A/D- gewandelten Daten ohne das Farbträgersignal als zu addierender Gleichstrom- Offsetwert Dce verwendet wird. Dies stellt sicher, daß der ausgelesene Gleichstrom- Offsetwert sehr genau ist. Damit wird in effektiver Weise jede Modulationsverzerrung vermieden, die aus den individuellen Abweichungen von Konstanten der analogen Schaltungselemente resultieren, den Änderungen der Stromversorgungsspannung usw.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Gleichstrom- Offset des Farbdifferenzsignals, der an die Zwischenspeicherschaltungen 30 und 32 geliefert wird, von der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 100 zu einer unterschiedlichen Zeit gegenüber einer Zeitvorgabe verarbeitet, zu der der Gleichstrom- Offsetwert aus der Zwischenspeicherschaltung 16 verarbeitet wird. Jedoch stellt diese Zeitdiskrepanz kein Problem dar, da eine Zeitdauer, die eine Änderung des Gleichstrom- Offset erfordert, hinreichend länger als die Verarbeitungsdauer ist, die von der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 100 benötigt wird.
Zur Verbesserung der Genauigkeit des Gleichstrom- Offsetwertes Dce kann des weiteren der Gleichstrom- Offsetwert während einer Horizontalsynchronperiode mehrfach abgetastet werden, und ein durch Mittlung dieser Abtastwerte gewonnener Wert kann als Dce- Wert in dem zuvor beschriebenen Rechenvorgang verwendet werden.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Zwischenzeilenaddition innerhalb ein und demselben Halbbild mit den Zeilenspeichern 43 und 44 ausgeführt. Dies kann jedoch in eine Zwischenbild- Additionsoperation abgeändert werden.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das eine Anordnung eines weiteren Ausführungsbeispiels nach der Erfindung zeigt. In Fig. 5 sind die Komponenten, die in gleicher Weise wie in Fig. 2 eingerichtet sind, mit den identischen Bezugszeichen versehen, und die Detaills dieser sind in der nachstehenden Beschreibung fortgelassen.
In Fig. 5 ist die PLL- Schaltung vorgesehen, um das Farbsynchronsignal aus dem C- Signal vom Eingangsanschluß 51 entsprechend dem Zeitsignal aus dem Eingangsanschluß 53 auszulesen. Die PLL- Schaltung 40 erzeugt dann ein Taktsignal 40B, welches mit dem Mittenwert des Farbsynchronsignals synchronisiert wird (180º Phase mit der Phase der Trägerwelle B - Y, die mit 90º angenommen wird), und ein weiteres Taktsignal 40A, welches eine Frequenz hat, die viermal so hoch wie die des Taktsignals 40B (4 fsc: fsc stellt eine Farb- Unterträgerfrequenz dar) ist. Die Zeitsteuerung 42 ist zur Erzeugung eines A/D- Wandlertaktsignals 42A (mit der Frequenz 4 fsc) gemäß dem Taktsignal 40A eingerichtet. Das Taktsignal 42A wird an den A/D- Wandler 10 geliefert. Dadurch wird das C- Signal, das am Anschluß 50 empfangen wird, in ein digitales Datum gewandelt. Das digitiale Datum wird dann an Zwischenspeicherschaltungen 12, 14 und 16 geliefert. Die Zeitsteuerung 42 erzeugt des weiteren Taktsignale 42B und 42C (mit der Frequenz fsc), die in Hinsicht auf das Farbsynchronsignal eine vorgegebene Phasenbeziehung aufweisen. Die Taktsignale 42B und 42C werden an die Steueranschlüsse der Zwischenspeicherschaltungen 12 bzw. 14 geliefert. Dadurch werden die vom A/D-Wandler 10 abgegebenen Daten getrennt und in Farbdifferenzkomponenten demoduliert. Auf diese Weise werden künstliche Farbdifferenzsignale gewonnen. Dann stellt die Zeitsteuerung 42 die Phase des Farbsynchronsignals vom Farbträgerssignal (oder vom C- Signal) fest, das über den Eingangsanschluß 50 bezogen wird, und ändert die Polarität des Taktsignals 42C von einer Polarität hinüber zur anderen Polarität.
Die auf diese Weise gewonnenen künstlichen Farbdifferenzkomponeten würden innerhalb der Zeile schwanken, wenn die Demodulationsachse (die A/D- Wandler- Abtastphase) nicht mit der Achse der B - Y- und R - Y- Komponenten zusammenfällt, wie im vorstehenden schon erläutert. Zur Lösung dieses Problems wird eine Zwischenzeilen- Additionsoperation bezüglich jeder künstlichen Farbdifferenzkomponente mittels eines Zeilenspeichers 43 und 44, einer Verzögerungsschaltung 47, die zur Verzögerung ihres Eingangssignals für eine Zeitdauer entsprechend einer Abtastperiode (d. h. ein D- Flipflop) ausgelegt ist, einer Auswahischaltung 48, die zur Auswahl entweder des Ausgangssignals aus dem Zeilenspeicher 44 oder demjenigen der Verzögerungsschaltung 47 und Volladdierern 45 und 46 vorgesehen ist, ausgeführt. Mit anderen Worten, es wird eine Zwischenzeilen- Additionsoperation bezüglich dieser Signale auf abwechselnden Zeilen A und B ausgeführt. Die auf diese Weise gewonnene Summe kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
CX = CXA + CXB
= r [cos (θ - φ) + cos (θ - φ)]
= 2r cos φ cos θ
CY = CYA + CYB
= r [cos (θ - φ)) + cos (θ - φ)]
= 2r cos φ cos θ
Im Ergebnis wird jede Farbkomponente in der Form mit B - Y- oder R - Y- Signalen gewonnen, die mit einer gegebenen skalaren Größe 2 cos φ multipliziert werden. Der Farbton wird unveränderlich. Diese Anordnung ergibt perfekte B - Y- und R - Y- Farbdifferenzsignale, obwohl diese einen gewissen Gleichstromoffset haben.
In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Zwischenzeilen- Additionsoperation bezüglich der künstlichen R - Y- Komponente durch Umschalten eines Signals ausgeführt, das durch Verzögerung des Eingangssignals zu einem gewissen Grade entsprechend 283 Abtastungen bezüglich dem Signal ausgeführt wird, das durch Verzögerung des Eingangssignals zu einem Grade durchgeführt wird, der 284 Abtastungen entspricht, und umgekehrt, mittels Zeilenspeicher 44, der Verzögerungsschaltung 47, der Auswahlschaltung 48 und dem Volladdierer 46. Der Grund hierfür liegt darin: im Falle der zum PAL- System gehörenden Farbdifferenzsignale variiert die Phase des B - Y- Farbdifferenzsignals 90º unter den Zeilen. Dann variiert die Phase des R - Y- Farbdifferenzsignals zwischen + 90º und - 90º, bezogen auf diejenige des B - Y- Signals auf der abwechselnden Zeile. In Hinsicht darauf wird das Ausführungsbeispiel so eingerichtet, daß ein Ausdünnungsvorgang für jedes Farbdifferenzsignal in der Weise ausgeführt wird, daß nur unterschiedliche Polaritäten innerhalb der gleichen Trägerwellenperiode vorhanden sind. Die Beziehung der Abtastpunkte, zu denen die B - Y- und R - Y- Signale auf den Zeilen abgetastet werden, ist in Fig. 6 dargestellt.
In Hinsicht auf das B - Y- Signal in Fig. 6 sind um 284 Abtastungen verzögerte Bildelementwerte am nächsten auf dem Bild lokalisierte, mitphasige Signale. Im Falle des R - Y- Signals sind mitphasige Signale am nächsten abwechselnd zwischen Bildelementenwerten lokalisiert, die um 283 Abtastungen verzögert sind, und Bildelementwerte, die um 284 Abtastungen auf abwechselnden Zeilen verzögert sind. Das Ausführungsbeispiel ist auf diese Weise so eingerichtet, daß das verzögerte R - Y- Signal abwechselnd zwischen ein um 283 Abtastungen vom Eingngssignal verzögertes Signal vorgesehen ist, und einem Signal, das um 284 Abtastungen auf jeder anderen Zeile verzögert ist, in die das verzögerte Signal eingefügt wird. Verglichen mit dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erhöht sich bei diesem Ausführungsbeispiel die Demodulationsgenauigkeit des Farbdifferenzsignals dank dieser Anordnung.
Die Ausgangssignale der Volladdierer 45 und 46 werden an die Digitalsignal- Verarbeitungsschaltung (DSP) 100 geliefert. Die DSP 100 führt eine vorbestimmte digitale Signalverarbeitung mit einem Halbbildspeicher durch, einschließlich der Bildvergrößerung und Zusammensetzvorgänge, eines Rauschverminderungsvorganges und dgl.. Die Digitalsignalverarbeitung wird in bekannter Weise ausgeführt, und folglich werden in der nachstehenden Beschreibung Einzelheiten fortgelassen. Im Ergebnis dieses Prozesses werden Farbdifferenzsignale zweierlei Art von der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 100 abgegeben.
Das von der Schaltung 100 abgegebene digitale Farbdifferenzsignal wird in ein Farbträgersignal in gleicher Weise moduliert, wie im Falle des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 2 und wie vorstehend beschrieben.
Gemäß der Erfindung werden Farbdifferenzsignale mit einem konstanten Farbton durch Zwischenzeilen- Additionsoperationen bezüglich der demodulierten künstlichen Farbdifferenzsignalkomponenten erzeugt. Die demodulierten Farbdifferenz- Signalkomponenten werden genaue B - Y- und R - Y- Verarbeitunsoperation ausgeführt werden, ohne daß die Phase des A/D- Wandeltaktsignals genau auf das Farbträgersignal zu justieren ist. Des weiteren vermeidet die Erfindung Modulationsverzerrungen aufgrund individueller Abweichungen von Konstanten der analogen Schaltungselemente, Abweichungen in der Stromversorgungsspannung und dgl..

Claims

1. Farbsignal- Verarbeitungsgerät zur Verarbeitung eines Farbträgersignals nach dem PAL- System durch Umwandlung des Farbträgersignals in ein Basisbandsignal, Ausführung einer vorbestimmten Verarbeitung hinsichtlich des Basisbandsignals, gefolgt von der Umsetzung des Basisbandsignals zurück in das Farbträgersignal, gekennzeichnet durch:

(A) Taktsignal- Bildungsmittel (40) zur Bildung eines Taktsignals, das mit einer Bezugsphase des Farbträgersignals phasensynchronisiert ist und das eine vierfach so hohe Frequenz wie eine Trägerfrequenz aufweist;

(B) erste Wandlermittel (10) zur Umsetzung des Farbträgersignals in ein Digitalsignal auf der Grundlage des von den Taktsignal- Bildungsmitteln (40) zur Abgabe des Digitalsignals gebildeten Taktsignals;

(C) Zwischenspeichermittel (12, 14, 16) zur Phasensynchronisierung des von den Wandlermitteln (10) abgegebenen Taktsignals mit dem von dem Taktsignal- Bildungsmitteln (40) abgegebenen Taktsignal und zur Zwischenspeicherung des Digitalsignals zu zwei verschiedenen Zeitpunkten, wodurch erste und zweite Diqitalsignale ausgelesen werden;

(D) erste Verzögerungsmittel (43) zur Verzögerung des ersten in den Zwischenspeichermitteln zwischengespeicherten Digitalsignals und zur Abgabe des verzögerten Signals;

(E) erste Addiermittel (45) zum Addieren des ersten in den Zwischenspeichermitteln (12) zwischengespeicherten Digitalsignals mit dem ersten von dem ersten Verzögerungsmittel abgegeben Digitalsignal und zur Abgabe des Summensignals;

(F) zweite Verzögerungsmittel (44) zur Verzögerung des zweiten, in den Zwischenspeichermitteln gespeicherten Digitalsignals und zur Abgabe des verzögerten Signals;

(G) zweite Addiermittel (46) zum Addieren des zweiten, in den Zwischenspeichermitteln (14) zwischengespeicherten Digitalsignals mit dem zweiten, von dem zweiten Verzögerungsmittel abgegeben Digitalsignal und zur Abgabe des Summensignals;

(H) Digitalsignal- Verarbeitungsmittel (100), die zur Eingabe des ersten, von den ersten Addiermitteln abgegebenen Digitalsignals und des zweiten, von den zweiten Addiermitteln abgegeben Digitalsignals eingerichtet sind, um eine Digitalsignalverarbeitung bezüglich des ersten und des zweiten Digitalsignals auszuführen und um das verarbeitete Signal auszugeben;

(I) zweite Wandlermittel (38), die zur Eingabe des ersten Digitalsignals und des zweiten von den Digitalsignalverarbeitungsmitteln abgegeben Digitalsignals eingerichtet sind, um das erste und das zweite Digtialsignal in analoge Farbträgersignale auf der Grundlage des von den Taktsignalbildungsmitteln gebildeten Taktsignals umzusetzen; und durch

(J) Mittel (16 bis 24) zur Bildung von Gleichspannungsoffset- Komponentensignalen entsprechend den Gleichstromoffsetkomponenten der ersten und zweiten, von den Zwischenspeichern zwischengespeicherten Digitalsignale und zur Subtraktion der Gleichspannungsoffset- Komponentensignale aus den ersten und zweiten, von den Signalverarbeitungsmitteln abgegebenen Digitalsignalen.

2 Gerät nach Anspruch 1, dessen erstes Verzögerungsmittel zur Bewirkung einer Verzögerung des ersten Digitalsignals eingerichtet ist, das von den Zwischenspeichern für eine Horizontalabtastperiode zwischengespeichert wurde, und zur Ausgabe des verzögerten Signals.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dessen zweites Verzögerungsmittel zur Bewirkung einer Verzögerung des zweiten Digitalsignals um eine Horizontalabtastperiode und zur Ausgabe des verzögerten Signals eingerichtet ist.

4. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dessen Mittel (J) eingerichtet ist zum Auslesen eines dritten Digitalsignals aus einem von den Wandlermitteln abgegebenen Digitalsignal entsprechend einem Teil des Farbträgersignals gemäß einer Horizontalsynchronisationsperiode und zur Bildung des Gleichstromoffset- Komponentensignals unter Verwendung des dritten Digitalsignals in Verbindung mit dem ersten und zweiten, von dem Signalverarbeitungsmitteln abgegebenen Digitalsignal.

5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen zweites Verzögerungsmittel zur selektiven Bewirkung der Verzögerung des von den Zwischenspeichermitteln für eine erste oder eine zweite Periode zwischengespeicherten zweiten Digitalsignals und zur Ausgabe des verzögerten Signals eingerichtet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dessen erste Periode eine Horizontalabtastperiode ist und dessen Horizontalabtastperiode und dessen zweite Periode eine Periode ist, die um eine Abtasttaktperiode länger als eine Horizontalabtastperiode ist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dessen zweites Verzögerungsmittel eingerichtet ist zur selektiven Bewirkung der Verzögerung des zweiten Digitalsignals, das von den Zwischenspeichermitteln für eine erste Periode oder für die zweite Periode in jeder 1- Zeilen- Abtastperiode zwischengespeichert wird, und zur Ausgabe des verzögerten Signals.

8. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Digitalsignal- Bearbeitungsmittel einen Digitaispeicher enthält, der eingerichtet ist zur Eingabe des ersten, vom ersten Addiermittel abgegebenen Digitalsignals und des zweiten, vom zweiten Addiermittel abgegebenen Digitalsignals, zur Speicherung des ersten und des zweiten Digitalsignals und zum Auslesen des ersten und des zweiten Digitalsignals und zur Ausgabe dieser Digitalsignale.

9. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Digitalsignal- Verarbeitungsmittel eine Digital- Verarbeitungsschaltung enthält, die eingerichtet ist zur Eingabe des ersten, von dem ersten Addiermittel abgegebenen Digitalsignals und des zweiten vom zweiten Addiermittel abgegebenen Digitalsignals, zur digitalen Rechnerverarbeitung bezüglich des ersten und des zweiten Digitalsignals und zur Ausgabe der verarbeiteten Digitalsignale.