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Diese Erfindung betrifft ein Gerät und ein Verfahren für die Verringerung der
Sichtbarkeit von Synchronisationsfehlern zum Beispiel im eingeblendeten Bild eines Bild-
in-Bild-Fernsehwiedergabesystems.
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In einem Bild-in-Bild-System werden zwei Bilder von möglicherweise unabhängigen
Quellen gleichzeitig als ein Bild wiedergegeben. Das zweiteilige Bild schließt ein
Hauptbild in voller Größe mit einem eingeblendeten komprimierten Hilfsbild ein. Die
subjektive Qualität des eingeblendeten Bildes kann durch Synchronisationsfehler sowohl
im Hauptsignal als auch im Hilfssignal beeinträchtigt werden.
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Synchronisationsfehler, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, können zum
Beispiel auftreten, wenn entweder das Haupt- oder das Hilfssignal ein nicht
normgerechtes Signal ist. Der Begriff "nicht normgerechtes Signal" wird hier zur
Bezeichnung eines Videosignals mit einer Bildzeilenperiode verwendet, deren Länge
gegenüber der Bildzeilenperiode, welche von der Signalnorm vorgegeben ist, der das
Videosignal nominell entspricht (d. h., NTSC, PAL oder SECAM), variieren kann. Ein
verrauschtes, aber ansonsten normiertes Signal kann als ein nicht normgerechtes Signal
erscheinen, wenn das Rauschen eine genügend große Amplitude besitzt, um Durchgänge
des Zeilensynchronisationssignals zu verdecken.
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Um zu verstehen, wie diese Synchronisationsfehler das eingeblendete Bild
beeinflussen können, ist es nützlich zu wissen, wie das Hilfssignal verarbeitet und
wiedergegeben wird. In einem herkömmlichen Bild-in Bild-Wiedergabesystem wird das
Hilfssignal zu Zeitpunkten abgetastet, die mittels eines Abtasttaktsignals bestimmt
werden, welches nach Möglichkeit ein festes Verhältnis zur Zeilenabtastfrequenz des
Hilfssignals aufweist. Um die Demodulation der Chrominanzsignalkomponenten von
Farbfernsehsignalen zu erleichtern, ist es wünschenswert, daß das Abtasttaktsignal eine
Frequenz besitzt, welche ein Vielfaches der Farbträgerfrequenz beträgt. Falls der Faktor
dieses Vielfachen eine gerade Zahl ist, z. B. 4, ist dies für normierte Signale ein
geeignetes Abtastsignal, da bei allen wichtigen Videosignalnormen eine ganze Anzahl
von Samples (Abtastungen) pro Zeilenintervall erzeugt wird. Beim System NTSC kann
dieses Abtasttaktsignal zum Beispiel durch eine Phase-locked-loop-Schaltung (Schaltung
mit negativer Phasenrückkopplung) erzeugt werden, welche ein Abtastsignal erzeugt, das
eine Frequenz von 4fc besitzt, also von dem Vierfachen der Frequenz fc des
Farbträgersignals, und das mit der Farbreferenzsynchronisationskomponente des
zusammengesetzten Hilfsvideosignals phasengekoppelt ist.
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Das Hilfsvideosignal wird in seine Komponenten zerlegt, im allgemeinen ein
Helligkeitssignal und zwei Farbdifferenzsignale. Diese Signalkomponenten werden dann
sowohl horizontal als auch vertikal einer Unterabtastung (Subsampling) unterzogen, um
Signale zu erzeugen, die ein komprimiertes Bild repräsentieren. Die Zeilen von Samples,
die während eines Teilbildes des Hilfssignals entnommen werden, werden in einen
Speicher eingespeichert. Diese Samples werden aus dem Speicher zwecks Wiedergabe
unter Verwendung eines Taktsignals gelesen, welches nach Möglichkeit an die
Zeilenabtastfrequenz des Hauptvideosignals gekoppelt ist.
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Wenn das Hilfssignal von einer verrauschten Quelle oder einer nicht
normgerechten Quelle stammt, wie etwa einem Magnetbandvideorecorder (VTR) oder
einem Telespiel, kann die Frequenz des Zeilensynchronisationssignals von Zeile zu Zeile
scheinbar erheblich variieren, während die Frequenz des
Farbträgersignals und somit die des Farbreferenzsynchronisationssignals als relativ stabil
erscheinen kann. Diese Schwankung kann durch eine falsche Einstellung des
Abtastkopfes oder ein gedehntes Band bei einem Magnetbandvideorecorder
hervorgerufen werden, oder durch Ungenauigkeiten bei den Frequenzen, die in den
Schaltungen des Telespiels verwendet werden. Da in dem oben dargelegten Beispiel das
Abtasttaktsignal mit dem Farbreferenzsynchronisationssignal phasengekoppelt ist,
können einander entsprechende Samples in aufeinanderfolgende Zeilen relativ
zueinander verschoben oder schrägverzerrt sein. Wenn: diese Zeilen von Samples
synchron mit dem Hauptsignal wiedergegeben werden, ist es möglich, daß die durch
diese einander entsprechenden Samples erzeugten Bildpunkte nicht vertikal
übereinander angeordnet sind. Demzufolge können alle vertikalen Linien in dem
eingeblendeten Bild zackig erscheinen (wenn die Periode des
Zeilensynchronisationssignals zufälligen Änderungen unterworfen ist), oder schräg (wenn
in den relativen Frequenzen des Zeilensynchronisations- und des
Farbsynchronisationssignals ein konstanter Fehler vorhanden ist). Die Frequenz- und
Phasenabweichungen, die diesen Typ von Bildverzerrung hervorrufen, sind als
Synchronisationsfehler oder auch Schrägverzerrungsfehler bekannt.
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Ein Typ von Synchronisationsfehlern, den die vorliegende Erfindung betrifft,
entsteht durch Frequenz- oder Phasenabweichungen zwischen dem Haupt-
Zeilensynchronisationssignal und einem Bildwiedergabetaktsignal, welches mit der
Farbreferenzsynchronisationskomponente des Hauptsignals phasengekoppelt ist. Fehler
dieses Typs können zufällige Veränderungen des Abstands zwischen dem linken Rand
des Hauptbildes (definiert durch die Horizontalsynchronisationsimpulse) und dem Anfang
von Zeilen des eingeblendeten Bildes (definiert durch das Wiedergabetaktsignal)
hervorrufen. Synchronisationsfehler des Hauptsignals, die einem ganzzahligen Vielfachen
von Abtasttaktperioden entsprechen, können in den Phase-locked-loop-Schaltungen
kompensiert werden, welche das Zeilensynchronisationssignal erzeugen. Die Korrektur
von Schrägverzerrungsfehlern, die einem Bruchteil einer Abtasttaktperiode entsprechen,
kann komplizierter sein.
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Ein Verfahren zur Korrektur dieser Typen von Synchronisationsfehlern besteht
darin, mittels Interpolation Abtastwerte zu erzeugen, die mit dem Taktsignal abgestimmt
sind, welches verwendet wird, um sie zu speichern oder wiederzugeben. Ein anderes
Verfahren besteht darin, die Phase des Taktsignals zu verschieben, das für die
Wiedergabe der Abtastwerte benutzt wird, so daß es relativ zum
Zeilensynchronisationssignal korrekt ausgerichtet ist. Diese Verfahren werden im USA-
Patent US-A-4.638.360 beschrieben, das den Titel "Synchronisationskorrektur für ein
Bild-in-Bild-Fernsehsystem" trägt.
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Schrägverzerrungsfehler können auch korrigiert werden, indem Samples erzeugt
werden, welche Videosignalkomponenten repräsentieren, die mit einem schrägverzerrten
zeilenverkoppelten Taktsignal synchronisiert sind. Diese Samples werden dann an
Taktü bertragungsschaltungen angelegt, welche die Samples an ein zeilenverkoppeltes
Taktsignal angleichen, das nicht schrägverzerrt ist. Das USA-Patent US-A-4.782.391 mit
dem Titel "Verarbeitungseinheit für digitale Videosignale mit mehreren Eingängen für
Fernsehsignale" betrifft ein System dieses Typs.
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Bei den ersten zwei oben beschriebenen Verfahren werden zwei im wesentlichen
unabhängige Taktsignale verwendet. Abgesehen von den zusätzlichen Schaltungen, die
verwendet werden, um ein zusätzliches Taktsignal zu erzeugen, müssen Systeme, die
mehrere Taktsignale verwenden, meist sorgfältig abgeschirmt werden, um eine
Radiofrequenzinterferenz zwischen den Signalen zu verhindern.
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Bei dem dritten oben beschriebenen Verfahren werden die Helligkeitssignal- und
die Farbdifferenzsignalkomponente des Hilfssignals mittels analoger Schaltungen
getrennt und danach digitalisiert. Ein System, bei dem dieses Verfahren zur Anwendung
kommt, kann komplizierter sein als ein System, welches das zusammengesetzte
Videosignal erst digitalisiert und anschließend in seine Komponenten zerlegt. Außerdem
werden bei diesem zweiten Verfahren zeilenverkoppelte Taktsignale verwendet, wodurch
es kompliziert sein kann, die Farbinformationssignale des komprimierten Videosignals so
zu kodieren, daß die beiden Signale für die Wiedergabe im Zeitmultiplexverfahren
übertragen werden können.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System, welches
Synchronisationsfehler in einem ersten Videosignal bezüglich eines zweiten
gespeicherten Videosignals kompensiert. Dieses System umfaßt ein erstes Taktsignal für
das Abrufen von Samples des zweiten gespeicherten Videosignals aus dem Speicher.
Eine Signalphasenabgleichschaltung verschiebt die Phase des ersten Taktsignals, um ein
zweites Taktsignal zu erzeugen, welches mit dem aus dem ersten Videosignal
abgeleiteten Zeilenabtastsignal synchronisiert ist. Eine Taktübertragungsschaltung, die
auf das zweite Taktsignal anspricht, realisiert den Abgleich der abgerufenen, mit dem
ersten Taktsignal synchronen Samples entsprechend einer vorgegebenen
Phasenbeziehung zu dem phasenverschobenen Taktsignal.
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ABBILDUNG 1 ist ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers, welcher eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
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ABBILDUNG 1a ist ein Blockschaltbild einer als Beispiel angeführten
Schaltungsanordnung für die Erzeugung eines Unterabtastungs-Taktsignals, welche in
dem in der ABBILDUNG 1 dargestellten Fernsehempfänger verwendet wird.
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ABBILDUNG 2 ist ein Blockschaltbild eines Taktphasenschiebers, der für die
Verwendung in dem in der ABBILDUNG 1 dargestellten Fernsehempfänger geeignet ist.
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ABBILDUNG 3 ist ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung, welches die
Funktionsweise der in der ABBILDUNG 2 dargestellten Signalphasenabgleichschaltung
illustriert.
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ABBILDUNG 4 ist ein Blockschaltbild einer Taktübertragungsschaltung, die für die
Verwendung in dem in der ABBILDUNG 1 dargestellten Fernsehempfänger geeignet ist.
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ABBILDUNG 5 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches für die Beschreibung der
Funktionsweise der in der ABBILDUNG 2 dargestellten Taktphasenschieberschaltung von
Nutzen ist.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine digitale
Schaltungsanordnung beschrieben, welche zum Beispiel eine Bild-in-Bild-Funktion für
einen Heimfernsehempfänger realisiert. Es wird jedoch davon ausgegangen, daß diese
Erfindung ein umfassenderes Anwendungsgebiet besitzt. Sie kann in anderen Systemen
angewandt werden, wo zwei Bilder oder Ausschnitte aus zwei Bildern gemeinsam (z. B
nebeneinander oder übereinander) wiedergegeben werden, und in ihr können anstelle
der digitalen Speicherschaltungen analoge Schaltungen zur Anwendung kommen, wie
etwa ladungsgekoppelte Halbleitervorrichtungen.
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In dem nachfolgend beschriebenen Fernsehsystem wird ein Hauptvideosignal
mittels herkömmlicher analoger Schaltungen verarbeitet, so daß ein Bild in voller Größe
erzeugt wird. Ein Hilfssignal wird empfangen, digitalisiert und von digitalen Schaltungen
verarbeitet, so daß ein Helligkeitssignal und zwei um 90º phasenverschobene
Farbdifferenzsignale erzeugt werden. Diese getrennten Signale werden einer
Unterabtastung (Subsampling) unterzogen, wodurch Signale erzeugt werden, die ein
komprimiertes Bild repräsentieren. Die durch die Unterabtastung erzeugten Signale
werden in einen Speicher eingespeichert, der ein Teilbildintervall des komprimierten
Signals aufnehmen kann. Wenn das komprimierte Bild wiedergegeben werden soll,
werden die gespeicherten Signale aus dem Speicher abgerufen und zu einem
zusammengesetzten Videosignal kodiert. Das zusammengesetzte Videosignal wird
verwendet, um einen Teil des zusammengesetzten Hauptvideosignals zu ersetzen, so
daß ein zweiteiliges Signal erzeugt wird, welches von den analogen Schaltungen
verarbeitet wird, um ein zweiteiliges Bild anzuzeigen. Dieses zweiteilige Bild umfaßt ein
Hauptbild in voller Größe mit einem komprimierten Hilfsbild, das als eingeblendetes Bild
wiedergegeben wird.
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Ein zusammengesetztes Videosignal (Bild-Austast-Synchronsignal) besteht aus
drei Signalkomponenten, einem Helligkeitssignal (Luminanzsignal) Y und zwei
Farbdifferenzsignalen, zum Beispiel (R-Y) und (B-Y). Die zwei Farbdifferenzsignale
modulieren entsprechende, um 90º phasenverschobene Farbträgersignale, so daß ein
Chrominanzsignal erzeugt wird, welches zusätzlich mit dem Basisband-Helligkeitssignal
kombiniert wird, um damit das zusammengesetzte Videosignal zu erzeugen.
Herkömmliche analoge Verfahren für das Dekodieren eines zusammengesetzten
Videosignals umfassen eine Tiefpaßfilterung zur Wiedergewinnung des Helligkeitssignals
Y und eine Bandpaßfilterung zur Wiedergewinnung der Chrominanzbandsignale. Die
Chrominanzbandsignale werden dann unter Verwendung eines wiederhergestellten
Farbträgersignals synchron demoduliert.
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Im allgemeinen wird, wenn digitale Verarbeitungstechniken angewandt werden, ein
zusammengesetztes Videosignal zuerst abgetastet und digitalisiert. Das Abtasttaktsignal,
welches benutzt wird, um diese Samples (Abtastungen) zu realisieren, ist typischerweise
phasengekoppelt mit dem Farbsynchronisationssignal des zusammengesetzten
Videosignals. Dieses Abtastsignal kann bei der Demodulation des Chrominanzsignals
helfen. Falls zum Beispiel das gewählte Abtasttaktsignal eine Frequenz von 4fc besitzt,
also dem Vierfachen der Frequenz fc des Farbträgersignals, können aufeinanderfolgende
Samples des abgetrennten Chrominanzsignals durch die Sequenz (R-Y), (B-Y), -(R-Y), -
(B-Y), (R-Y) usw. repräsentiert werden, wobei die Minuszeichen die Phase der Abtastung
und nicht
notwendigerweise die Polarität des Sample bezeichnen. Die Farbdifferenzsignale (R-Y)
und (B-Y) können aus dieser Sequenz durch einen Vorgang der Demultiplexierung und
selektiven Phasenumkehr wiedergewonnen werden.
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Wenn diese herkömmlichen Verfahren angewandt werden, um die
Chrominanzsignalkomponenten von zwei unabhängigen zusammengesetzten
Videosignalen zu dekodieren, ist es daher wünschenswert, zwei Schwingungssignale zu
erzeugen, die mit den jeweiligen Farbträgersignalen der zwei zusammengesetzten
Videosignale gekoppelt sind. Die Verwendung von zwei Taktsignalen kann zu einer
Komplizierung der Konstruktion des Empfängers führen, da möglicherweise eine
elektromagnetische Abschirmung erforderlich ist, um die Interferenz zwischen den beiden
Signalen zu begrenzen.
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Ein als Alternative in Frage kommendes Verfahren für die Demodulation von zwei
Videosignalen besteht darin, nur ein Schwingungssignal zu erzeugen, zum Beispiel das
Farbträgersignal des Hauptsignals. Dieses Signal wird dann verwendet, um ein
Abtasttaktsignal für die digitalen Schaltungen zu erzeugen, welche das Hilfssignal
verarbeiten. Da jedoch die Chrominanzsignalphasen des Hauptsignals und des
Hilfssignals unterschiedlich sein können, kann es wünschenswert sein, Schaltungen
vorzusehen, welche die Phase der digitalisierten dekodierten Farbdifferenz-Samples auf
der Basis der Farbreferenzsynchronisationskomponente des Hilfssignals korrigieren.
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Die Wahl eines Abtasttaktsignals spielt auch eine Rolle, wenn bestimmt wird,
welcher Typ einer Schrägverzerrungsfehler-Kompensationsschaltung in dem System
verwendet werden soll. Da ein Taktsignal, das an das Haupt-Farbsynchronisationssignal
gekoppelt ist, möglicherweise weniger eng an das Hilfs-Zeilensynchronisationssignal
angeglichen ist, als ein Taktsignal, das an das Hilfs-Farbsynchronisationssignal gekoppelt
ist, erhöht sich, wenn das komprimierte Hilfssignal in den Speicher eingespeichert wird,
die Möglichkeit von Schrägverzerrungsfehlern. Außerdem werden, wenn das
Abtasttaktsignal an das Haupt-Farbsynchron isationssignal gekoppelt ist,
Schrägverzerrungsfehler, die durch Rauschen im Hauptsignal oder durch Schwankungen
in den relativen Frequenzen des Zeilensynchronisationssignals und des
Farbträgersignals des Hauptsignals verursacht werden, nicht reduziert. Ein
Abtasttaktsignal, das an die Zeilensynchronisationskomponente des Hilfssignals
gekoppelt ist, kann ebenfalls verwendet werden.
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In dem weiter unten beschriebenen Fernsehempfänger werden
Schrägverzerrungsfehler des ersten Typs auf maximal ein Drittel einer Taktperiode (z. B.
auf maximal 23 ns bei einem Abtastwerte-NTSC-Signal, das eine Abtastfrequenz von 4fc
besitzt) reduziert, und Schrägverzerrungsfehler des zweiten Typs werden im wesentlichen
eliminiert.
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In dem weiter unten beschriebenen System wird die Helligkeitssignalkomponente
jedes Bildzeilenintervalls des Hilfsvideosignals einer Unterabtastung im Verhältnis sechs
zu eins unterzogen und dann mit einer Abtastgeschwindigkeit wiedergegeben, die halb so
groß ist wie das aus dem Haupt-Farbsynchronisationssignal abgeleitete 4fc-
Abtasttaktsignal. Daraus ergibt sich ein effektives Abtastverhältnis von drei zu eins.
Folglich besitzt das effektive Unterabtastungs-Taktsignal eine Frequenz, die gleich einem
Drittel der Frequenz des Taktsignals ist, das für die Wiedergabe der Samples verwendet
wird. Wenn das Unterabtastungs-Taktsignal erzeugt wird, werden Signale mit sechs
verschieden,
gleiche Abstände voneinander besitzenden Phasen geliefert. Schrägverzerrungsfehler
des ersten Typs werden reduziert, indem am Anfang jeder Bildzeile des Hilfsvideosignals
die beste von diesen sechs möglichen Unterabtastungs-Taktsignalphasen ausgewählt
wird. Die ausgewählte Phase wird durch die relative Synchronisation jeder Phase mit dem
Hilfs-Zeilensynchronisationssignal bestimmt.
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Schrägverzerrungsfehler des zweiten Typs werden im wesentlichen eliminiert,
indem Phasenabgleichschaltungen verwendet werden, um aus dem Haupttaktsignal ein
Wiedergabetaktsignal zu erzeugen, das mit Signalen abgeglichen ist, die die
Zeilenabtastung der Wiedergabe steuern. Danach wird eine Taktübertragungsschaltung
verwendet, um Samples, die synchron mit den Haupttaktsignalen geliefert werden, in
Samples umzuwandeln, die mit dem Wiedergabetaktsignal synchron sind. Da das
Wiedergabetaktsignal aus den Haupttaktsignalen abgeleitet wird, tritt keine durch
Frequenzabweichungen zwischen den beiden Taktsignalen verursachte Verzerrung der
Samples am Ausgang auf.
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In den Zeichnungen werden breite Pfeile zur Darstellung von Signalpfaden für die
Übertragung von aus mehreren Bits bestehenden digitalen Signalen verwendet. Einfache
Linien mit Pfeilen stellen Verbindungen für die Übertragung von analogen Signalen oder
von aus einem einzelnen Bit bestehenden digitalen Signalen dar. In Abhängigkeit von der
Verarbeitungsgeschwindigkeit der Geräte können in bestimmten Signalpfaden
Verzögerungen zur Kompensation erforderlich sein. Wer Erfahrungen auf dem Gebiet des
Entwurfs von digitalen Signalverarbeitungsschaltungen besitzt, weiß, wo solche
Verzögerungen in einem speziellen System erforderlich sind.
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ABBILDUNG 1 ist ein Blockschaltbild eines Fernsehempfängers mit einer Bild-in-
Bild-Funktion, welcher eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. In
ABBILDUNG 1 wird ein zusammengesetztes Haupt-Videosignal MCV, das von einem
Haupttuner 110 geliefert wird, an eine herkömmliche Separator-Synchronisatorschaltung
112 angelegt. Die Schaltung 112 erzeugt Signale MHS und MVS, welche die
Zeilensynchronisationssignal - bzw. Vertikalteilbildsynchronsignalkomponente des
Signals MCV darstellen. Die Schaltung 112 liefert außerdem ein Haupt-Burst-Torsignal
MBG, ein Signal MU, welches anzeigt, wann sich das Signal MCV im oberen Teilbild
eines Bildes befindet, und ein zusammengesetztes Haupt-Austastsignal MCB. Das Signal
MCB wird durch eine Phase-locked-loop-Schaltung erzeugt, welche ein von einer
Ablenkschaltung 113 erzeugtes Zeilenrücklaufsignal FB als Referenzsignal verwendet.
Demzufolge ist das Signal MCB an die Zeilenabtastsignale gekoppelt, die verwendet
werden, um die Bildwiedergabe zu bewirken. Es ist relativ unabhängig von einem
Rauschen im Signal MCV und besitzt die Tendenz, Schwankungen in der Abtastfrequenz
nachzulaufen, die mit der Ladung der Hochspannungsversorgung zusammenhängen.
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Das Signal MCV wird auch an eine Eingangsklemme eines Multiplexers 114
angelegt. Eine andere Eingangsklemme des Multiplexers 114 wird verwendet, um ein
zusammengesetztes Videosignal ACV zu empfangen, welches ein komprimiertes Hilfsbild
reprasentiert. Der Multiplexer 114 wird durch ein Signal DM' so gesteuert, daß er in einem
Ausschnitt jedes Teilbildes das Signal MCV durch das Signal ACV ersetzt. Das Signal
DM' wird durch eine Bild-in-Bild-Einblendschaltung 120 und eine
Taktübertragungsschaltung 146 erzeugt, wie weiter unten beschrieben ist. Das
Hauptsignal MCV wird durch das komprimierte Signal ACV ersetzt, wenn das Signal DM'
den Logikpegel "0" hat. Das Ausgangssignal des Multiplexers 114 ist ein zweiteiliges
zusammengesetztes Videosignal CCV, welches das Hauptbild mit einem eingeblendeten
Hilfsbild darstellt.
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Die Bild-in-Bild-Einblendschaltung 120 spricht auf das Haupt-
Zeilensynchronisationssignal MHS und das Haupt-Vertikalsynchronisationssignal MVS
sowie auf ein Taktsignal MCK an und erzeugt das Signäl DM. Das Signal DM wird, wie
weiter unten dargelegt wird, an die Taktübertragungsschaltung 146 angelegt, welche das
Signal DM' erzeugt, das mit dem Zeilenabtastsignal, das zur Erzeugung der zweiteiligen
Wiedergabe verwendet wird, abgeglichen ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform der
Erfindung wird das komprimierte Hilfsbild während 69 aufeinanderfolgenden
Zeilenintervallen während jedes Teilbildes des Hauptsignals wiedergegeben. Jede
wiedergegebene komprimierte Zeile nimmt ungefähr ein Viertel des Intervalls der
entsprechenden Hauptsignalzeile ein.
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Die Ausgangsklemme des Multiplexers 114 ist mit einer herkömmlichen
Analogdekoder- und Matrixschaltung 116 verbunden, welche zum Beispiel die
Helligkeitsund die Chrominanzsignalkomponente des Signals CCV trennt, die
Chrominanzsignalkomponente in um 90º phasenverschobene
Farbdifferenzsignalkomponenten demoduliert und aus dem Helligkeitssignal und den
Farbdifferenzsignalen Primärfarbsignale Rot (R), Grün (G) und Blau (B) erzeugt, die dann
an eine Katodenstrahlröhre 118 angelegt werden. Das durch das Signal CCV
repräsentierte Bild wird auf der Katodenstrahlröhre 118 wiedergegeben, wobei eine
Steuerung durch Ablenksignale erfolgt, die von der Ablenkschaltung 113 erzeugt werden.
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Ein zusammengesetztes Hilfsvideosignal XCV, aus dem das Signal ACV erzeugt
wird, wird von einem herkömmlichen Fernsehtuner 122 geliefert. Das Signal XCV wird an
einen Analog-Digital-Umsetzer 124 angelegt, welcher durch das Abtasttaktsignal MCK
getaktet wird. Das Signal MCK wird durch die Phase-locked-loop-Schaltung (PLL-
Schaltung) 140 erzeugt. Die Schaltung 140, die einen herkömmlichen Burst-gekoppelten
PLL umfassen kann, spricht auf die Haupt-Chrominanzsignalkomponente MC an, die zum
Beispiel von der Analogdekoder- und Matrixschaltung 116 geliefert wird, und auf das
Haupt-Burst-Torsignal MBG, und erzeugt das Taktsignal MCK, das eine Frequenz von 4fc
besitzt, also dem Vierfachen der Frequenz fc der Farbtragersignalkomponente des
Signals MCV. Das Signal MCK ist phasengekoppelt mit der
Farbsynchronisationssignalkomponente des Hauptsignals MCV.
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Das Farbsynchronisationssignal ist ein Referenzsignal, das eine vorgegebene
Phasenbeziehung zu der Farbtragersignalkomponente eines zusammengesetzten
Videosignals besitzt. Somit erzeugt-der Analog-Digital-Umsetzer 124 Samples des
Hilfssignals XCV, die mit der Farbtragersignalkomponente des Hauptsignals MCV
synchronisiert sind.
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Die Samples, die vom Analog-Digital-Umsetzer 124 geliefert werden, werden an
eine Hilfs-Zeitgeberschaltung 126 angelegt, welche, auf das Signal MCK ansprechend,
Signale AVS, ABG, AU, AS und NL erzeugt.Das Signal AVS ist das Signal der vertikalen
Teilbildsynchronisation fur das Hilfsvideosignal. Das Signal ABG ist das Hilfs Burst
Torsignal. Das Signal AU zeigt an, ob die Hilfs-Samples von einem oberen Teilbild oder
von einem unteren Teilbild stammen. Die Signale AS und
NL sind Impulssignale, die angeben, welche Bildpunkte bzw. welche Bildzeilen des
Hilfssignals verwendet werden können, um das komprimierte Bild zu bilden. Diese
Signale eliminieren verschiedene Zeilen am oberen und unteren Rand des Bildes und
verschiedene Bildpunktpositionen am linken und rechten Rand des Bildes. Diese
Abschnitte des Bildes werden eliminiert, um die Größe des Speichers zu reduzieren, der
verwendet wird, um das Bild zu speichern, und um die Größe des eingeblendeten
Bereiches zu verringern, in dem das Hilfsbild wiedergegeben wird.
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Wie oben dargelegt, wird das Unterabtastungs-Signal AS am Anfang jeder
Bildzeilenperiode des Hilfssignals phasenmäßig angeglichen. Bei dieser
Phaseneinstellung wird effektiv eines der sechs phasenverschobenen Unterabtastungs-
Signale ausgewählt, die aus dem Signal MCK erzeugt werden. Indem diese Einstellung
durchgeführt wird, werden Schrägverzerrungsfehler bei der Wiedergabe, die durch
Unterschiede zwischen den relativen Zeiten des Auftretens des Hilfs-
Horizontalsynchronisationsimpulses und des ersten gespeicherten Bildpunktes verursacht
werden, auf 23 ns begrenzt [1/(12fc)].
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ABBILDUNG 1a zeigt das Beispiel einer Schaltung für die Erzeugung des
Unterabtastungs-Signals AS. Diese Schaltung ist ein Teil der Hilfs-Zeitgeberschaltung
126. In der ABBILDUNG 1a wird das Signal MCK an einen Frequenzteiler 160 angelegt,
welcher durch das Hilfs-Zeilensynchronisationssignal AHS zurückgesetzt wird. Das
Ausgangssignal des Frequenzteilers 160, das eine Frequenz von 2fc/3 besitzt, wird an
einen Sieben-Bit-Zähler 162 angelegt, der durch das Signal AHS zurückgesetzt wird. Das
Ausgangssignal des Zählers 162 ist mit dem ersten und zweiten Dekoder 164 und 166
verbunden. Die Dekoder 164 und 166 erzeugen Ausgangsimpulse mit dem Logikpegel
"1", wenn der von dem Zähler 162 gelieferte Wert gleich 19 bzw. 127 ist. Die von den
Dekodern 164 und 166 gelieferten Werte werden benutzt, um RS-Flipflops 168 bzw. 170
zu stellen. Diese Flipflops werden durch das Signal AHS zurückgesetzt. Das
Ausgangssignal des Flipflop 168 und das invertierte Ausgangssignal des Flipflop 170
aktivieren ein UND-Gatter 174, so daß dieses das Signal durchläßt, das von dem
Frequenzteiler 160 während des mittleren Abschnitts jeder Hilfs-Bildzeile geliefert wird.
Da der Frequenzteiler 160 am Anfang jeder Bildzeilenperiode zurückgesetzt wird, kann
die Phase des Unterabtastungs-Taktsignals AS von Zeile zu Zeile variieren, so daß der
Phase des Signals AHS nachgelaufen wird.
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Die Samples, die von dem Analog-Digital-Umsetzer 124 erzeugt werden, werden
an einen Luminanz-Chrominanz-Separator (Y/C-Separator) und
Chrominanzsignaldemodulator 128 angelegt, welcher außerdem so geschaltet ist, daß er
das von der Hilfs-Zeitgeberschaltung 126 gelieferte Signal ABG empfängt. In dem Y/C-
Separator Abschnitt der Schaltung 128 wird eine standardmaßige Tiefpaß- und
Bandpaßfilteranordnung verwendet, um Luminanzsignal und Chrominanz Bandsignale
von dem zusammengesetzten Hilfs-Videosignal zu trennen. Der
Chrominanzsignaldemodulator-Abschnitt dieser Schaltung zerlegt das
Chrominanzbandsignal in zwei um 90º phasenverschobene Farbdifferenzsignale, zum
Beispiel (R-Y) und (B-Y).
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Da das Signal XCV synchron mit dem Farbtragersignal des Hauptsignals
abgetastet wird, müssen die Farbdifferenzsignal-Samples, die von der Schaltung 128
geliefert werden, eventuell phasenverschoben werden, um Phasendifferenzen zwischen
den Farbträgersignalen des Haupt- und des Hilfsvideosignals zu korrigieren. Zu diesem
Zweck wird die Schaltung 128 so geschaltet, daß sie das von
der Zeitgeberschaltung 126 gelieferte Hilfs-Burst-Torsignal ABG empfängt. Die Schaltung
128 spricht auf dieses Signal an, überwacht dementsprechend die
Farbsynchronisationssignalkomponente des Abtastwerte-Hilfssignals und korrigiert die
Phase der demodulierten Farbdifferenzsignale auf einer Zeile-für-Zeile-Basis. Ein Beispiel
einer Schaltung für die Realisierung dieser Funktion ist im USA-Patent Nr. 4.558.348
beschrieben.
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Das Ausgangssignal des Y/C-Separators und Chrominanzsignaldemodulators 128
wird an einen Sample-Formatierer 130 angelegt. Der Förmatierer 130 spricht auf das
Signal AS an und realisiert dementsprechend eine horizontale Unterabtastung des
Abtastwerte-Helligkeitssignals in einem Verhältnis sechs zu eins sowie die
Unterabtastung jedes der Abtastwerte-Farbdifferenzsignale, um entsprechende
komprimierte Farbdifferenzsignale zu erzeugen, die eine Abtastfrequenz von fc/9 (4fc/36)
besitzen. Durch diese horizontale Unterabtastung wird das Hilfsbild in einem Verhältnis
drei zu eins komprimiert, wenn das Helligkeitssignal mit einer Abtastgeschwindigkeit von
2fc wiedergegeben wird und die Farbdifferenzsignale mit einer effektiven
Abtastgeschwindigkeit von fc/3 wiedergegeben werden.
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Unter Anwendung dieses Unterabtastungs-Schemas wird für jeweils sechs
Helligkeitssignal-Samples ein Paar Samples erzeugt, welches die beiden
Farbdifferenzsignale repräsentiert. Der Formatierer 130 reduziert jedes der
Helligkeits- und Farbdifferenz-Samples auf sechs signifikante Bits und kombiniert die Helligkeits- und
Farbdifferenz-Samples in der Weise, daß sechs Bits jedes Acht-Bit-Ausgangs-Samples
die Helligkeits-Information repräsentieren und die restlichen zwei Bits jeweils eines der
beiden entsprechenden Farbdifferenzsignal-Samples repräsentieren. Durch dieses
Verfahren wird jedes Paar von Farbdifferenz-Samples auf sechs aufeinanderfolgende
Helligkeits-Samples verteilt. Der Sample-Formatierer 130 liefert diese Acht-Bit-Samples
an einen Puffer 132.
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An den Puffer 132 gelieferte Samples werden in einem Durchlaufspeicher (FIFO-
Speicher) (nicht dargestellt) gespeichert, der sich innerhalb des Puffers 132 befindet. Die
gespeicherten Samples werden aus dem Puffer 132, gesteuert durch eine
Speicheradressenerzeugungsschaltung 134, an einen Speicher 136 übertragen. Die
Schaltung 134 steuert auch das Lesen von Samples aus dem Speicher 136 für die
Wiedergabe. Beim Schreiben von Samples in den Speicher 136 realisiert die Schaltung
134 eine vertikale Unterabtastung des horizontal unterabgetasteten Hilfssignals, so daß
Samples erzeugt werden, die ein vertikal und horizontal komprimiertes Bild
repräsentieren. Der bei dieser Ausführungsform der Erfindung verwendete Speicher 136
umfaßt eine ausreichende Anzahl von Speicherzellen, um ein Teilbild von Samples des
komprimierten Bildes speichern zu können.
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Die Samples werden aus dem Speicher 136 mit einer Geschwindigkeit von 2fc
gelesen, wobei die Steuerung durch die Adressensignale erfolgt, die von dem
Speicheradressengenerator 134 geliefert werden. Diese Samples werden von der weiter
unten beschriebenen Schaltung in der Weise verarbeitet, daß das zusammengesetzte
Videosignal ACV erzeugt wird, welches, wie oben dargelegt, mit dem Signal MCV so
kombiniert wird, daß das zweiteilige Bild-in-Bild-Signal erzeugt wird.
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Die aus dem Speicher 136 gelesenen Samples werden an einen Sample-
Formatierer 138 angelegt. Der Formatierer 138 kehrt den Prozeß um, der vom
Formatierer 130 realisiert wurde, so daß ein separates Helligkeitssignal und zwei
separate Farbdifferenzsignale erzeugt werden, die jeweils mit einer Abtastgeschwindigkeit
von 4fc erscheinen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ändern sich jedoch die
Werte der Helligkeits-Samples mit einer maximalen Geschwindigkeit von 2fc, und die
Farbdifferenz-Samples ändern sich mit einer Geschwindigkeit von fc/3. Die Abtastwerte-
Farbdifferenzsignale (R-Y) und (B-Y) werden an einen Chrominanzsignalkodierer 150
angelegt, welcher die Farbdifferenz-Samples einem Interleaving unterzieht, sie interpoliert
und selektiv invertiert, so daß ein Abtastwerte-Chrominanzsignal erzeugt wird. Das
effektive Farbträgersignal dieses Abtastwerte-Chrominanzsignals besitzt die gleiche
Frequenz und Phase, wie das Farbträgersignal des Signals MCV, da das vom Kodierer
150 verwendete Taktsignal MCK mit dem Hauptsignal Burst-gekoppelt ist.
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Das vom Formatierer 138 gelieferte Abtastwerte-Helligkeitssignal YA und das von
der Bild-in-Bild-Einblendschaltung 120 gelieferte Signal DM werden an die
Taktübertragungsschaltung 146 angelegt. Die Schaltung 146, die weiter unten unter
Bezugnahme auf ABBILDUNG 4 beschrieben wird, verändert das Timing ihrer
Eingangssignale und erzeugt Signale YA' und DM', welche mit dem Taktsignal YCK
synchron sind.
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Das Signal YCK ist phasenabgeglichen mit den
Zeilensynchronisationssignalkomponenten des zusammengesetzten Hauptsignals. Die
Taktphasenverschiebungsschaltung 142, die weiter unten unter Bezugnahme auf die
ABBILDUNGEN 2 und 3 beschrieben wird, erzeugt das Taktsignal YCK, indem sie
mehrere Phasen des Signals MCK liefert und eine dieser Phasen als das Signal YCK
auswählt. Die ausgewählte Phase ist diejenige, welche an ein aus dem Signal MCB
abgeleitetes Zeilenabtastreferenzsignal möglichst gut angeglichen ist.
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Das vom Chrominanzsignalkodierer 150 gelieferte Signal CA wird nicht mit dem
Signal YCK abgeglichen. Dadurch bleibt der Abgleich der Chrominanzsignale des
komprimierten und des Hauptvideosignals erhalten. Obwohl der fehlende Abgleich
Schrägverzerrungsfehler in den im komprimierten Bild verwendeten Farbsignalen
verursachen kann, sind diese Fehler nicht wahrnehmbar, da das menschliche Auge
gegenüber Farbänderungen weniger empfindlich ist als gegenüber Änderungen der
Helligkeit, und da die minimale Anstiegszeit eines Chrominanzsignals wesentlich länger
ist als die eines Helligkeitssignals.
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Die Signale YA' und CA werden jeweils an Digital-Analog-Umsetzer 148 und 152
angelegt, welche analoge Signale erzeugen, die den jeweligen digitalen Abtastwerte-
Signalen entsprechen. Diese analogen Signale werden in einer Summenschaltung 154 so
kombiniert, daß das analoge zusammengesetzte Videosignal ACV erzeugt wird, durch
welches ein Abschnitt des Hauptsignals MCV ersetzt wird, wodurch das zweiteilige
zusammengesetzte Videosignal CCV erzeugt wird.
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Anstelle einer Multiplexierung der Signale MCV und ACV zur Entwicklung von
Signalen, die das zweiteilige Bild reprasentieren, ist es denkbar, in den Analogdekoder
116 Schaltungeneinzubauen, mit denen die Signale YA' und CA mit getrennten Haupt
Helligkeits- bzw. Chrominanzsignalen multiplexiert werden. Außerdem ist es denkbar,
andere Signalkomponenten, wie etwa YA' und (R-Y)A und (B-Y)A oder die
Hilfs-Primarfarbsignale R, G und B, mit entsprechenden, vom Hauptvideosignal abgeleiteten
Signalen zu multiplexieren, um Signale zu erzeugen, die das zweiteilige Bild
repräsentieren.
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ABBILDUNG 2 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung, die für die Verwendung als
Taktphasenverschiebungsschaltung 142 geeignet ist. In der ABBILDUNG 2 wird das
Haupttaktsignal MCK an eine Gruppe von 13 in Kaskadenschaltung angeordneten
Puffertoren 212 angelegt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist jedes der Tore
212 als ein Paar logischer Inverter ausgeführt. Jedes der Puffertore 212 verzögert das an
seinen Eingangsanschluß angelegte Signal um eine feststehende Zeitdauer. Daher
repräsentieren die von den Invertern 212 gelieferten Ausgangssignale jeweils
verschiedene Phasen des Signals MCK. Im Idealfall ist die Gesamtverzögerung durch alle
in Reihe geschalteten Puffertore 212 im wesentlichen gleich einer Periode des Signals
MCK. Infolge von Abweichungen im Arbeitsablauf bei der Herstellung der integrierten
Schaltkreise, welche die Taktphasenverschiebungsschaltung 142 enthalten, können die
Abweichungen bei der Gesamtverzögerung jedoch zwischen -50% und +100%
schwanken.
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Die durch die Puffer 212 gelieferten, 14 verschiedene Phasen des Signals MCK
repräsentierenden Signale werden an die Signalphasenabgleichschaltung 210 angelegt.
Die Schaltung 210 wählt von diesen Signalen dasjenige aus, das mit der
Zeilenabtastkomponente des zusammengesetzten Haupt-Austastsignals MCB am besten
phasenabgeglichen ist. Das Signal MCB wird als ein Referenzsignal an die Schaltung 210
angelegt.
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ABBILDUNG 3 ist ein Blockschaltbild einer vereinfachten
Phasenabgleichschaltung, welches die Wirkungsweise der Schaltung 210
veranschaulicht. Diese Schaltung umfaßt nur vier Stufen, anstelle der 14 Stufen der
Schaltung 210. Um zu dieser Signalphasenabgleichschaltung zusätzliche Stufen
hinzuzufügen, sind die Elemente in dem durch die unterbrochenen Linien 335
abgegrenzten Bereich so oft wie gewünscht zu wiederholen. Die in ABBILDUNG 3
gezeigte Schaltung ist der Schaltung ähnlich, die im US-Patent US-A-4.814.879 mit dem
Titel "Signalphasenabgleichschaltung" beschrieben wird. Die vorliegende Schaltung
unterscheidet sich von der Schaltung, auf die Bezug genommen wurde, nur in der
Hinzufügung einer Pseudo-Stufe 355, welche UND-Gatter 354 und 358, einen Inverter
356 sowie ein ODER-Gatter 357 umfaßt.
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Die in ABBILDUNG 3 dargestellte Schaltung funktioniert wie folgt. Auf einen
ansteigenden Durchgang des Signals MCB ansprechend, werden Momentan-Samples
aller verschiedenen Phasen des Signals MCK in entsprechenden D-Flipflops 310, 320,
330 und 340 gespeichert. Da die Gesamtverzögerung, die durch die Puffertore 212
bewirkt wird, näherungsweise eine Periode des Taktsignals MCK beträgt, repräsentieren
die in diesen Flipflops gespeicherten Werte einen "Schnappschuß" aller Phasen des
Signals MCK an den verschiedenen Abgriffstellen, der beim Durchgang des Signals MCB
aufgenommen wurde.
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Falls dieser "Schnappschuß" einen ansteigenden Durchgang des Signals MCK
umfaßt (welcher als ein abfallender Durchgang der Samples von der Verzögerungsleitung
erscheint, wenn von links nach rechts-gelesen wird), hat eines der Flipflops, zum Beispiel
320, ein Ausgangssignal mit dem Logikpegel "1", und das nächstfolgende Flipflop 330 hat
ein Ausgangssignal mit dem Logikpegel "0". Zu diesem Zeitpunkt haben alle
Eingangssignale eines UND Gatters 334 den Logikpegel 1 . Zu diesem Zeitpunkt
ermoglicht das Ausgangssignal des UND Gatters 334 dem von einem Puffertor 212b
gelieferten Taktphasensignal, ein UND Gatter 338 und ein ODER Gatter 360 zu
passieren, als das Ausgangssignal der Phasenabgleichschaltung.
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Wenn der in den Flipflops 310, 320, 330 und 340 gespeicherte "Schnappschuß"
mehr als einen Durchgang umfaßt, sorgt eine Sperrschaltung, welche die Inverter 316,
336, 346 und 356 sowie die ODER-Gatter 337, 347 und 357 umfaßt, dafür, daß nur die
dem ersten Durchgang entsprechende Taktsignalphase als das Signal YCK gewählt
werden kann. Wenn der "Schnappschuß" nur einen abfallenden Durchgang enthält, oder
wenn die in den Flipflops gespeicherten Abtastwerte alle den Logikpegel "1" haben und
damit anzeigen, daß kein Durchgang erfaßt wurde, wird die von dem Puffertor 212c
gelieferte Taktsignalphase als das phasenabgeglichene Ausgangssignal YCK gewählt.
Diese Auswahl wird mittels der Pseudo-Stufe 355 realisiert. Wenn schließlich der
"Schnappschuß" keinerlei Durchgänge enthält, doch die in den verschiedenen Flipflops
gespeicherten Werte alle den Logikpegel "0" haben, wird das Signal MCK durch die
Wirkung von UND-Gattern 314 und 318 sowie eines Inverters 316 als das
phasenabgeglichene Ausgangssignal YCK gewählt.
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Es wird nun wieder auf ABBILDUNG 2 Bezug genommen. Das Signal YCK wird an
die Takteingangsklemmen von drei in Reihe geschalteten Verzögerungselementen 216,
218 und 220 angelegt. Das Dateneingangssignal der ersten dieser Verzögerungsstufen,
216, ist das durch sechs Puffertore 214 verzögerte Signal MCB. Die Puffertore 214
verzögern das Signal MCB um eine Zeitdauer, die gleich der Verzögerung infolge der
Ausbreitung durch die Signalphasenabgleichschaltung 210 plus einer Zeitdauer ist, die
dafür benötigt wird, daß das Ausgangssignal der Schaltung 210 stabil wird. Diese
Stabilisierungsdauer kann zum Beispiel gleich der maximalen Dauer der
Signalausbreitung durch die Sperrschaltung sein. Die in ABBILDUNG 2 dargestellten
sechs Puffertore 214 sind als Beispiel zu betrachten. Die verwendete genaue Anzahl
hängt von der Anzahl der Stufen in der Abgleichschaltung 210 sowie von der Technik ab,
mit der die Schaltung implementiert ist.
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Die Verzögerungselemente 216, 218 und 220 verzögern jeweils die an ihre
jeweiligen Eingangsanschlüsse angelegten Signale um eine Periode des Signals YCK.
Das Ausgangssignal des Verzögerungselements 218 und eine invertierte Version des
Ausgangssignals des Verzögerungselements 220 werden an jeweilige
Eingangsanschlüsse eines UND-Gatters 224 angelegt. Das UND-Gatter 224 liefert ein
Ausgangssignal HREF, welches. mit dem Signal YCK synchronisiert ist, bezuglich des
Signals MCB jedoch um eine Zeitdauer verzogert ist, welche so festgelegt ist, daß sie
innerhalb der Auflösung der Signalphasenabgleichschaltung 210 liegt. Das bedeutet, daß
Durchgänge des Signals HREF mit einer im wesentlichen feststehenden Verzögerung
bezüglich entsprechenden Durchgänge des Signals MCB erfolgen. Der maximale
Fehler bei dieser Verzögerung ist die Verzögerung infolge des Signaldurchlaufs durch
eines der Puffertore 212.
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Wie in ABBILDUNG 1 dargestellt, werden die Signale YCK und HREF an die
Taktübertragungsschaltung 146 angelegt, um das Signal DM und die Samples des
Signals YA mit den zeilenabtastsignalen abzugleichen, die verwendet werden, um das
zweiteilige Signal wiederzugeben. ABBILDUNG 4 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels
einer Taktübertragungsschaltung 146. Im Prinzip funktioniert die in ABBILDUNG 4
dargestellte Schaltung wie folgt. Samples des Signals YA werden aus einem Register 410
in Register 418, 416, 414 und 412 übertragen, nach einem Rotationsprinzip, synchron mit
dem Haupttaktsignal MCK. Abtastwerte werden aus
den Registern 418, 416, 414 und 412, also nach einem Rotationsprinzip, synchron mit
dem Signal YCK gelesen. Diese Abtastwerte bilden die Signale DM' und YA'.
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Im folgenden wird eine ausführlichere Beschreibung der in ABBILDUNG 4
dargestellten Schaltung gegeben. Das Signal MCB wird an einen Randdetektor 425
angelegt, welcher getaktete Verzögerungselemente 424 und 426, einen Inverter 428 und
ein UND-Gatter 430 umfaßt. Das Ausgangssignal des Randdetektors 425 ist ein
Impulssignal HM, welches mit einem ansteigenden Durchgang des Signals MCB
synchronisiert ist. Das Signal HM wird an die Rückstelleingangsklemme eines
Modulovier-Zählers 432 angelegt. Die Takteingangsklemme des Zählers 432 ist so geschaltet,
daß er das Haupttaktsignal MCK empfängt. Das Ausgangssignal des Zählers 432 wird an
einen Dekoder 434 angelegt. Der Dekoder 434 erzeugt ein Ausgangssignal mit dem
Logikpegel "1", wenn der von dem Zähler 432 gelieferte Wert Null ist, andernfalls ein
Ausgangssignal mit dem Logikpegel "0".
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Das Ausgangssignal des Dekoders 434 ist ein Impuls, welcher nach jeweils vier
Perioden des Signals MCK einmal erscheint und eine Impulsdauer besitzt, die im
wesentlichen gleich einer Periode des Signals MCK ist. Dieses Signal wird an drei in
Reihe geschaltete Verzögerungselemente 436, 438 und 440 angelegt. Jedes dieser
Verzögerungselemente verzögert die an seinen Eingangsanschluß angelegten Signale
um eine Periode seines Taktsignals MCK. Die Ausgangssignale des Dekoders 434 und
der Verzögerungselemente 436, 438 und 440 werden an jeweilige
Ladungseingangsanschlüsse der Register 418, 416, 414 und 412 angelegt.
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Auf das von dem Dekoder 434 gelieferte Impulssignal ansprechend, wird das
Register 418 in die Lage versetzt, einen Abtastwert der kombinierten Signale YA und DM
aus dem Register 410 zu laden. Während der nächsten Periode des Signals MCK breitet
sich das Impulssignal bis zur Ausgangsklemme des Verzögerungselements 436 aus. Auf
dieses Signal ansprechend, wird das Register 416 in die Lage versetzt, das
nächstfolgende Sample der Signale YA und DM aus dem Register 410 zu laden. In der
gleichen Weise werden die Register 414 und 412 in die Lage versetzt, die jeweils
nächsten zwei Samples des kombinierten Signals YA und DM zu laden.
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Das Lesen der Abtastwerte aus den Registern 412, 414, 416 und 418 wird durch
einen Modulo-vier-Zähler 422 gesteuert. Der Zähler 422 wird durch das Signal HREF
zurückgesetzt und durch das Signal YCK getaktet. Die vom Zähler 422 gelieferten
Ausgangswerte werden an einen Multiplexer 429 angelegt, der die in den Registern 418,
416, 414 und 412 gespeicherten Werte sequentiell zum Eingangsanschluß eines
Registers 442 durchläßt. Das Register 442 lädt einen neuen Wert jeweils in Reaktion auf
das Signal YCK. Das von dem Register 442 gelieferte Ausgangssignal ist das
abgeglichene und komprimierte Helligkeitssignal YA. Obwohl dieses Signal fur jedes
Bildzeilenintervall in jedem Teilbild des Hauptvideosignals geliefert wird, ist es nur
während des Abschnitts der 69 Zeilenintervalle gültig, in denen das komprimierte Bild
wiedergegeben wird.
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ABBILDUNG 5 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches die Funktionsweise des
Taktphasenschiebers 142 und der Taktubertragungsschaltung 146 veranschaulicht. Die
Signale MCK und MCB werden an die Taktphasenschieberschaltung 142 angelegt. Der
Schrägverzerrungsfehler zwischen den Beispielen der Signale MCK und MCB ist als das
Zeitintervall T1 dargestellt. Bei dieser Ausfuhrungsform der Erfindung kann das
Zeitintervall T1 Werte besitzen, die zwischen 0 ns und 70 ns liegen.
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Auf die Signale MCK und MCB ansprechend, erzeugt der Taktphasenschieber 142
das Taktsignal YCK, das mit dem Signal MCB abgeglichen ist, und folglich mit den
Zeilenabtastsignalen, die verwendet werden, um das zweiteilige Bild auf der
Katodenstrahlröhre 118 wiederzugeben. Der abfallende Durchgang 510 des Signals YCK
besitzt eine im wesentlichen feste zeitliche Beziehung zu dem ansteigenden Durchgang
des Signals MCB. Das Zeitintervall zwischen diesen zwei Durchgängen kann infolge der
Verzögerung bei der Ausbreitung durch eines der Puffertore 212 von Zeile zu Zeile
variieren. Der Durchgang 508 des Signals YCK ist seinem Nennwert nach mit dem
ansteigenden Durchgang des Signals MCB abgeglichen, doch infolge von Verzögerungen
bei der Signalausbreitung durch die Torschaltungen der Phasenabgleichschaltung 142
und durch die Sperrschaltung der Signalphasenabgleichschaltung 210 erfolgt der
Durchgang 508 möglicherweise bei einer Zeile nicht im gleichen zeitlichen Verhältnis zum
Signal MCB wie bei einer anderen.
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Die Puffertore 214 wurden in den Phasenschieber 142 eingebaut, um diese
Instabilität des Durchgangs 508 zu kompensieren. Diese Tore hindern das Signal MCB
daran, sich zum Verzögerungselement 216 auszubreiten, bevor sich das Taktsignal YCK
stabilisiert hat. Das Signal HREF, das vom Taktphasenschieber 142 aus dem verzögerten
Signal MCB erzeugt wird, und das Taktsignal YCK besitzen gleichfalls im wesentlichen
feste zeitliche Beziehungen zum Signal MCB. Das Zeitintervall T2 zwischen den
ansteigenden Durchgängen der Signale MCB und HREF variiert maximal um die Dauer
der Verzögerung bei der Ausbreitung durch eines der Puffertore 212. Bei der betrachteten
Ausführungsform der Erfindung beträgt diese Verzögerung bei der Ausbreitung ungefähr
5 ns.
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Die Signale MCK, MCB, YCK, HREF und YA werden an die
Taktübertragungsschaltung 146 angelegt. Das Ausgangssignal der Schaltung 146 ist das
phasenabgeglichene Helligkeitssignal YA' und das phasenabgeglichene Steuersignal DM'
für den Multiplexer 114. Das Signal HM wird in der Taktübertragungsschaltung 146 intern
erzeugt. Dieses Signal bewirkt den Beginn des Speicherns von Abtastwerten des Signals
YA in die Register 412, 414, 416 und 418. Das Signal HREF bewirkt den Beginn des
Abrufens von Abtastwerten aus diesen Registern. Wie in ABBlLDUNG 5 dargestellt, wird
das Signal HREF bezüglich des Signals HM um mehr als eine Periode des Signals MCK
verzögert. Diese Verzögerung gewährleistet, daß die in den Registern 412, 414, 416 und
418 gespeicherten Abtastwerte gültig sind, wenn sie, gesteuert durch den Zähler 422,
gelesen werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird diese Verzögerung um
eine Taktperiode zwischen den Signalen HREF und HM durch das Verzögerungselement
436 der in ABBILDUNG 4 dargestellten Taktubertragungsschaltung bewirkt.
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Da die Signale HREF und YCK mit den Zeilenabtastsignalen abgeglichen sind, die
verwendet werden, um das zweiteilige Bild zu erzeugen, werden vertikale Linien in dem
eingeblendeten Bild, einschließlich der Bildrander, mit einem wesentlich geringeren
Verzerrungsfehler wiedergegeben, als es bei Verwendung der Signale HM und MCk der
Fall ware. Die Schragverzerrungsfehler, die mit dem Abtasten des Hilfssignals synchron
mit dem Signal MCK zusammenhängen, sind nur an vertikalen oder nahezu vertikalen
Linien im Bild sichtbar. Diese Fehler sind im allgemeinen weniger wahrnehmbar, als
Schrägverzerrungsfehler am Rand des komprimierten Bildes, welche hauptsächlich durch
momentane Phasenunterschiede
zwischen dem Systemtaktsignal und den Zeilenabtastsignalen hervorgerufen werden.
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Obwohl die Erfindung anhand einer als Beispiel dienenden Ausführungsform
beschrieben wurde, ist es denkbar, daß sie wie oben umrissen, jedoch mit Modifikationen
innerhalb des Rahmens der beiliegenden Erfindungsansprüche realisiert werden kann.
Falls zum Beispiel die Erfindung unter den Bedingungen eines Videokassettenrecorders
(VCR) eingesetzt wird, stehen Austastsignale nominell nicht zur Verfügung. In diesem
Beispiel können Signale, die aus den Vertikal- und Zeilensynchronisationssignalen MHS
und MVS abgeleitet werden, anstelle des Signals MCB verwendet werden. Es ist ferner
denkbar, daß das Hilfseingangssignal die Form eines Bauelements haben kann, unter
Verzicht auf die Schaltung 128. Weiterhin kann ein System so gestaltet sein, daß
Haupt- und Hilfs-Basisband-Helligkeits- und Chrominanzkomponenten am Multiplexer 114
kombiniert werden; in diesem Falle kann das Haupttaktsignal aus einer anderen Quelle
als dem Haupt-Video-Farbreferenzsynchronisationssignal abgeleitet werden, d. h. aus
dem Farbreferenzsignal des Hilfssignals oder dem Hilfs-Zeilensynchronisationssignal
usw. In einem System für die Wiedergabe von zwei Bildern nebeneinander kann auf die
Unterabtastungs- und Interpolationselemente des als Beispiel betrachteten Systems
verzichtet werden, undloder es kann auf die Sample-Formatierungs-Elemente verzichtet
werden, wobei die Signalkomponenten in getrennten Bereichen des Speichers
gespeichert werden.
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Es sollte weiterhin berücksichtigt werden, daß bei einer Anordnung, wo das
Hilfsbild für die Wiedergabe nicht komprimiert, sondern möglicherweise nur beschnitten
wird, wie bei einer Wiedergabe von Bildern nebeneinander, das Hilfssignal in der
zusammengesetzten Form abgetastet und gespeichert werden kann. Nachdem das Signal
aus dem Speicher abgerufen worden ist, kann es in Komponentenform zerlegt werden,
zwecks Abgleich der Helligkeitskomponente und Synchronisation des Hilfs-Farbträgers
mit dem Hauptvideo-Farbträger.
Begriffe zu den Abbildungen
ABB. 1
-
110 HAUPTTUNER
-
112 SEPARATOR-SYNCHRONISATOR
-
113 ABLENKSCHALTUNG
-
114 MULTIPLEXER
-
116 ANALOGDEKODER UND MATRIX
-
120 BILD-IN-BILD EINBLENDSCHALTUNG
-
122 HILFSTUNER
-
124 ANALOG-DIGITAL-UMSETZER
-
126 HILFS-ZEITGEBER
-
128 Y/C-SEPARATOR UND CHROMINANZSIGNALDEMODULATOR
-
130 SAMPLE-FORMATIERER
-
132 PUFFER
-
134 SPEICHERADRESSENGENERATOR
-
136 SPEICHER
-
138 SAMPLE-FORMATIERER
-
140 PHASE-LOCKED-LOOP-SCHALTUNG
-
142 TAKTPHASENSCHIEBER
-
146 TAKTÜBERTRAGUNG
-
148 DIGITAL-ANALOG-UMSETZER
-
150 CHROMINANZSIGNALKODIERER
-
152 DIGITAL-ANALOG-UMSETZER
ABB. 1a
-
160 FREQUENZTEILER +6
-
162 ZÄHLER
-
164 DEKODER 19
-
166 DEKODER 127
ABB.2
-
TAKTPHASENSCHIEBER 142
-
1) SIGNALPHASENABGLEICHSCHALTUNG
-
2) MHS ODER MCB
ABB. 3
-
SIGNALPHASENABGLEICHSCHALTUNG 210
ABB. 4
-
TAKTÜBERTRAGUNGSSCHALTUNG 146
-
410 REGISTER
-
412 REGISTER
-
414 REGISTER
-
416 REGISTER
-
418 REGISTER
-
420 MULTIPLEXER
-
422 MODULO-4-ZÄHLER
-
432 MODULO-4-ZÄHLER
-
434 DEKODER
-
442 REGISTER