DE69021982T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Verwandlung digitaler Videosignale. - Google Patents

Description

• Die Erfindung richtet sich auf ein System und ein Verfahren zur Umwandlung eines digitalen Videosignals im Komponenten- Format in ein zusammengesetztes, digitales Videosignal, sowie zur Durchführung eines Teils der Rückwandlung, nämlich der Umwandlung eines digitalen, zusammengesetzten Signals, welches bereits zu Komponenten dekodiert ist, in ein digitales Komponenten-Signal.
• Zur digitalen Darstellung eines Videosignals im Komponentenformat ist ein (als D1 bekannter) internationaler Standard vereinbart worden. In ähnlicher Form besteht ein wachsendes Einvernehmen innerhalb der Elektronikindustrie bezüglich eines (als D2 bekannten) Standards zur digitalen Darstellung eines zusammengesetzten Videosignals.
• Bekanntermaßen gibt es drei Ebenen von beim Farbfernsehen erzeugten Signalen. Als qualitativ höchstwertiges Signal hat das von der Fernsehkamera erzeugte Videosignal die Signalkomponenten rot (R), grün (G) und blau (B). Auf der nächsten Stufe, wo man von Komponenten-Niveau spricht, gibt es als Videosignale die Luminanz (Y) sowie zwei Chrominanz- Signale, wovon eines als CR und das andere als CB bezeichnet werden. Auf dem niedrigsten Niveau findet man Videosignale in dem Format NTSC (oder PAL), welches ein Luminanz-Signal (Y) und zwei Chrominanz-Signale umfaßt, die als I (oder U) und Q (oder V) bezeichnet werden. Dieses sind die digitalen Komponenten des NTSC (oder PAL), wo die Chrominanz-Signale moduliert und zum Luminanz-Signal addiert werden, um das zusammengesetzte Digitalsignal zu bilden. Im vorliegenden Text bezieht sich der Ausdruck digitales Komponentensignal auf die digitale Darstellung des Farbvideosignals auf dem Niveau der Komponenten (Y, CR, CB), und der Ausdruck zusammengesetztes Digitalsignal bezieht sich auf eine digitale Darstellung der Farbvideosignale auf dem zusammengesetzten Niveau (NTSC, PAL). Von der Fachwelt soll die in diesem Schutzrecht niedergelegte und beanspruchte Erfindung derart aufgefaßt werden, daß sie für die Farbfernsehsysteme sowohl der Vereinigten Staaten (NTSC) wie auch Europas (PAL) geeignet ist, und die Bezugnahmen auf Y- , CR-, CB-, I- und Q-Signale sowie auf das NTSC-Signal dienen ausschließlich der anschaulichen Darstellung und sollen so aufgefaßt werden, daß sie die entsprechenden Benennungen der korrespondierenden Signale unter dem europäischen Standard mit einschließen.
• Es besteht ein Bedürfnis zur Umsetzung von digitalen Videosignalen zwischen dem Videokomponentensignalformat (D1) und dem zusammengesetzten Videosignalformat (D2) . Das Videokomponentensignal weist eine bessere Qualität auf als das zusammengesetzte Videosignal und kann auch viel einfacher manipuliert werden. Daher wird das D1-Signalformat gewöhnlich von Fachleuten bei ihrer Produktionstätigkeit verwendet, um Manipulationen wie Einfügen von Computergraphiken, Zuschneiden einer Aufnahme, Überblenden, Abdeckaufzeichnung und Erzeugung weiterer Spezialeffekte vorzunehmen. Sobald die Produktionstätigkeit abgeschlossen ist, muß das D1-Signalformat in das D2-Signalformat umgesetzt werden, damit das Signal von einem Fernsehempfangsgerät dekodiert werden kann. In ähnlicher Form sollte ein Videosignal, welches im D2-Signalformat vorliegt, zur Bearbeitung in ein D1-Signalformat umgesetzt werden.
• Die Umsetzung zwischen dem D1-Signalformat und dem D2-Signalformat erfordert mehrere Schritte.
• Die Umsetzung von D1 nach D2 wird wie folgt durchgeführt:
• 1) Matrix-Multiplikation der D1-Komponenten zur Erzeugung der D2-Komponenten gem. der folgenden mathematischen Beziehung:
• (1) YD2 = 0.625 YD1
• (2) I = 0.625 [(1.031) CR + (-0.477)] CB
• (3) Q = 0.625 [(0.669) CR + ( 0.730)] CB
• 2) Bandbegrenzung der Chrominanz-Komponenten:
• (a) Tiefpaßfilter I
• (b) Tiefpaßfilter Q
• 3) Modulation der 3,58 MHz-Trägerfrequenzen vermittels der Chrominanzkomponenten und Bildung des zusammengesetzten Signals:
• ZUSAMMENGESETZTES NTSC-VIDEOSIGNAL = YD2 + I cos [2 (3.5BMHz)t] + Q sin [2 (3.5BMHz)t]
• Die Umsetzung von D2 nach D1 wird wie folgt vorgenommen:
• 1) Trennung der Chrominanz- und Luminanz-Information aus dem zusammengesetzten Videosignal und Demodulation der Chrominanzinformation, um die Signale YD2, I, Q zu erhalten. Dies erfolgt anhand bekannter Signalverarbeitungstechniken und kann nicht durch einfache Gleichungen beschrieben werden.
• 2) Matrix-Multiplikation der D2-Komponenten, um die D1- Komponenten zu erhalten:
• (4) YD1 = 1/0.625 YD2
• (5) CR = 1/0.625 [( 0.681) I + (0.445) Q]
• (6) CB = 1/0.625 [(-0.624) I + (0.962) Q]
• Sobald man versucht, die Videosignale zwischen dem D1-Signalformat und dem D2-Signalformat umzuwandeln, treten Probleme auf. Das System zur Erzeugung des D1-Signalformats verwendet eine Taktfrequenz von 13,5 MHz. Andererseits wird das System zur Erzeugung des D2-Signalformats mit einer Taktfrequenz von 14,318 MHz betrieben. Bei der Umsetzung von einem Signalformat in das andere müssen daher die Unterschiede hinsichtlich der Taktfrequenzen berücksichtigt werden. Infolge der unterschiedlichen Taktfrequenzen können einige der digitalen Abtastwerte bei einer der Signalformen verlorengehen, so daß Interpolationstechniken notwendig werden, um einen Verlust von Information zu vermeiden. Weiterhin hat der Chrominanz-Signalanteil des Videosignals im D1-Signalformat eine Bandbreite von 2,75 MHz, während die maximale Bandbreite des Chrominanz-Signalanteils des Videosignals im D2-Signalformat 1,3 MHz beträgt. Die Umsetzung von dem D1-Signalformat in das D2-Signalformat erfordert daher eine Bandbegrenzung des Chrominanzsignals.
• Das Chrominanzsignal besteht aus zwei Komponenten, welche bei der Umsetzung gemäß der oben dargelegten, mathematischen Beziehungen in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden müssen, um die gewünschten Chrominanzsignale desjenigen Formats zu erzeugen, in welches das Signal umgewandelt werden soll. Unterschiede hinsichtlich der Signalamplituden der Formate müssen durch Bereitstellung von Signalverstärkern mit einstellbarem Verstärkungsmaß berücksichtigt werden. Schließlich muß das Chrominanzsignal bei der Umsetzung von dem D1-Signalformat in das D2-Signalformat moduliert werden, und das entstandene, zusammengesetzte Signal muß hinsichtlich des Gleichspannungs-Offsets korrigiert werden.
• Die Figuren 1A und 1B zeigen ältere Systeme, welche einen relativ direkten Weg einschlagen, um eine Umwandlung von digitalen Videosignalen zwischen dem D1-Signalformat und dem D2-Signalformat einerseits und eine Umsetzung des digitalen Videosignals zwischen dem D2-Signalformat und dem D1- Signalformat andererseits zu bewerkstelligen. Bei der in Figur 1A dargestellten Umsetzung von D1 nach D2 wird das Videosignal in sein Luminanzsignal Y sowie in die beiden einzelnen Chrominanzsignale CB, CR zerlegt. Jedes dieser Signale wird einem Schaltkreis zur Korrektur der Amplitude zugeführt, und daraufhin je einem Paar von parallel geschalteten, digitalen Tiefpaß-lnterpolationsfiltern, welche die notwendigen, digitalen Abtastwerte des D1-Signals für das D2-Signal zur Verfügung stellen. Wegen der Unterschiede zwischen den D1- und D2-Signalformaten hinsichtlich der Taktraten werden jeweils 35 Ausgangswerte des D1-Signals für jeweils 33 Eingangswerte benötigt. Diese unterschiedliche Anzahl von Abtastwerten erhält man für jede Signalkomponente durch den Betrieb der zwei, parallel geschalteten Interpolationsfilter. Die drei Gruppen von Ausgangssignalen der Interpolationsfilter werden drei Taktumsetzer zugeführt, wo sie mit der Taktfrequenz von 14,318 MHz des D2-Signalformats getaktet werden. Die neu getakteten CR-Signale und die neugetakteten CB-Signale werden beide an I- und Q-Matrixmultiplikationsnetzwerke angelegt, wo die Signale miteinander kombiniert werden, um die I- und Q-Signale zu erzeugen. Das Ausgangssignal des Q- Matrixmultiplikationsnetzwerks wird einem digitalen Q-Interpolationsfilter zugeführt, damit der Q-Abtastwert zeitlich mit dem nächst folgenden Luminanz-Abtastwert synchronisiert ist. Das Ausgangssignal des I-Matrix-Multiplikationsnetzwerks wird einem Verzögerungsschaltkreis zugeführt, um die aus der Q-Verarbeitung resultierende Verzögerung zu kompensieren. Die Ausgangssignale des Verzögerungsschaltkreises und des digitalen Q-Interpolationsfilters werden einem Offset- und Modulationsschaltkreis zugeführt, so daß die I- und Q-Signale in alternierender Form mit -1 multipliziert werden. Das Ausgangssignal des Offset- und Modulationsschaltkreises wird einem die Bandbreite begrenzenden Filter zugeführt, um die Bandbreite des Chrominanzsignals zu begrenzen. Das Chrominanz-Ausgangssignal des die Bandbreite begrenzenden Filters wird einem Additionsschaltkreis zugeführt, wo es zum Luminanz-Ausgangssignal des Luminanztaktumsetzers addiert wird, um ein Ausgangssignal folgender Form zu erzeugen:
• Y+I, Y+Q, Y-I, Y-Q, ...
• Bei der Umsetzung von dem D2-Signalformat in das D1-Signalformat (Figur 1B) werden die einzelnen Signale Y, I und Q wiederum getrennt verarbeitet. Das Q-Signal wird nach einer Amplitudenkorrektur an ein Interpolationsfilter angelegt und daraufhin an CR- und CB-Matrixmultiplikationsnetzwerke. Das I-Signal wird durch einen Verzögerungsschaltkreis geschleust und ebenfalls an die CR- und CB-Matrixmultiplikationsnetzwerke angelegt. Die Ausgangssignale jedes Matrixmultiplikationsnetzwerks werden einem Tiefpaßfilter zugeführt und daraufhin von einem Taktumsetzer mit der Frequenz des D1-Signalformats neu getaktet, um die CR- und CB- Chrominanzsignale zu erzeugen. Das Y-Signal wird nach einer Amplitudenkorrektur einem Tiefpaßfilter zugeführt und anschließend vermittels eines Taktumsetzers mit der Frequenz des D1-Signalformats neu getaktet, um das Y-Signal des D1- Signalformats zu erzeugen.
• Diese aus dem Stand der Technik bekannten Systeme benötigen einen relativ großen Hardwareaufwand. Sie erfordern weiterhin eine unterschiedliche Hardware-Konfiguration für die Signalumsetzung von D1 nach D2 und für die Signalumsetzung von D2 nach D1.
• Weiterhin kann man der EP-A-0 336 669 ein bekanntes System zur Umsetzung eines digitalen Videosignals von einem ersten Signalformat in ein zweites Signalformat entnehmen, mit folgenden Elementen:
• a) Mittel zur Umtaktung, welche Datenabtastwerte der Chrominanz- und Luminanz-Komponenten des digitalen Videosignals in dessen erstem Signalformat empfangen, wobei dieses Videosignal den Umtaktungsmitteln mit einer ersten Taktfrequenz zugeführt wird, und wobei von dem Taktumsetzer als Ausgangsdatensignale Daten-Abtastwerte der Chrominanz- und Luminanzkomponenten des digitalen Videosignals mit einer zweiten Taktfrequenz erzeugt werden, sowie
• b) Mittel zur Verarbeitung dieser Daten-Abtastwerte der erzeugten Chrominanzkomponenten mit der zweiten Takt frequenz, um diese Chrominanz-Datenabtastwerte in Chrominanz-Komponentensignale gemäß dem zweiten Datenformat und mit der zweiten Taktfrequenz umzuwandeln.
• Bei dieser Anordnung werden aus dem Stand der Technik bekannte Systeme, wie die oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1A und 1B beschriebenen, und auch die in den Figuren 1 und 3 der EP 0 336 669 beschriebenen, dadurch vereinfacht, daß der herkömmliche Umsetzer für die Abtastfrequenz ein digitales Oversampling-Filter enthält, welches die Frequenzänderung der abgetasteten Signalkomponenten ausgleicht und dadurch eigene Interpolatoren überflüssig macht. Obwohl eine derartige Anordnung eine gewisse Vereinfachung des bekannten Gerätes mit sich bringt, wird dennoch eine Matrix benötigt, um die Chrominanz-Signalkomponenten eines zweiten Signalformats von den Komponenten eines ersten Signalformats abzuleiten. Aus diesem Grund läßt sich bei der angesprochenen Vorrichtung der Nachteil nicht vermeiden, daß unterschiedliche Hardware-Konfigurationen für die Signalumwandlung von D1 nach D2 und für die Signalumwandlung von D2 nach D1 notwendig sind.
• Aus der EP-B-0 026 966 ist auch ein Digitalfilter bekannt, bei welchem die selektive Bereitstellung von Koeffizienten- Werten vorgesehen ist, um eine Multiplex-Verarbeitung der Luminanz- und Chrominanz-Komponenten eines digitalen Videosignals zu ermöglichen.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein System zur Umsetzung zwischen den D1- und D2-Signalformaten zu schaffen, welches den früher benötigten Hardwareaufwand weiter reduziert.
• Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
• Ein und dieselbe Hardwarekonfiguration sollte am besten in der Lage sein, die Umsetzung sowohl von dem D1- in das D2- Signalformat wie auch von dem D2- in das D1-Signalformat vorzunehmen. Bei der Umwandlung vom D1-Signalformat in das D2-Signalformat muß auf die Tatsache geachtet werden, daß das Luminanz-Signal mit der doppelten Rate auftritt im Verhältnis zu der Rate des Chrominanzsignals. Gemäß einem bevorzugten Merkmal der gegenwärtigen Erfindung wird das Chrominanzsignal in dem Taktratenumsetzer bei jedem Taktzyklus um zwei Positionen weitergeschoben. Dieses Problem tritt nicht auf, wenn man eine Umsetzung von dem D2-Signalformat in das D1-Signalformat durchführt.
• Weitere, bevorzugte Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung. Hierbei zeigen:
• Fig. 1A ein Blockdiagramm eines Systems gemäß dem Stand der Technik zur Umsetzung von dem D1-Signalformat in das D2-Signalformat;
• Fig. 1B ein Blockdiagramm eines aus dem Stand der Technik bekannten Systems zur Umsetzung von dem D2- Signalformat in das D1-Signalformat;
• Fig. 2 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Systems zur Umsetzung eines digitalen Videosignals zwischen dem D1- und dem D2-Signalformat (ohne den D2-Dekoder); sowie
• Fig. 3 ein Schaltbild der elektronischen Komponenten des Systems aus Figur 2.
• Im folgenden wird auf Figur 2 Bezug genommen, welche zunächst anhand einer Umwandlung von dem D1-Signalformat in das D2-Signalformat erläutert wird. Das System enthält einen Taktumsetzer 10 für Luminanz- und Chrominanzsignale (Y/C), welcher folgende Signale an seinen Eingängen empfängt: Die zwei Chrominanz-Signale CR, CB auf der C-DATEN- Leitung 12, das Luminanzsignal Y auf der Y-DATEN-Leitung 14, wie das EINGANGSTAKT-Signal auf Leitung 16 und das AUSGANGSTAKT-Signal auf Leitung 18. Die Bezugnahmen auf das "Eingangs"-Signal sollen als Bezugnahmen auf das Originalsignal aufgefaßt werden, welches bei dem gegenwärtigen Beispiel das D1-Signal ist, und der Begriff "Ausgangs"-Signal soll sich auf dasjenige Signal beziehen, welches durch Umsetzung aus dem Originalsignal gebildet wurde und bei dem gegenwärtigen Beispiel dem D2-Signal entspricht. Die EINGANGSTAKT-Frequenz beträgt 13,5 MHz und ist durch das D1- Signal bestimmt, während die Frequenz des AUSGANGSTAKT-Signals infolge der Multiplex-Verarbeitung von Luminanz- und Chrominanz-Daten dem doppelten Wert der Frequenz von 14,318 MHz des D2-Signals entspricht.
• Die Ausgangssignale des Taktumsetzers 10, also die bezüglich der Abtastfrequenz konvertierten Abtastwerte der Luminanz- und Chrominanzsignale, werden über die Ausgangsleitungen 20, 22, 24, 26 ... den Spannungsabgreifelementen 30, 32, 34, 36 ... des Digitalfilters 28 zugeführt. Die Signale, welche am Ausgang des Taktumsetzers 10 auftreten, sind in alternierender Reihenfolge Abtastwerte des Luminanzsignals und Abtastwerte der zwei Komponenten CR, CB des Chrominanzsignals. Der andere Eingang zu jedem Spannungsabgreifelement des Digitalfilters wird über den Adressbus 38 gesteuert, um für jedes Spannungsabgreifelement einen individuellen Koeffizienten zur Verfügung zu stellen, welcher von demjenigen Eingang des betreffenden Spannungsabgreifelements abhängt, welcher mit dem Taktumsetzer gekoppelt ist, wobei diese Koeffizienten benötigt werden, um aus den einzelnen Abtast-Ausgangssignalen, welche an den Ausgangsanschlüssen des Taktumsetzers 10 auftreten, das Ausgangssignal im D2-Signalformat zu bilden. Die Koeffizienten werden festgelegt, indem zunächst diejenigen Digital-Tiefpaßfilter entworfen werden, welche sowohl die Anforderungen hinsichtlich der Interpolation wie auch der Bandpaß-Eigenschaften jeder D2-Komponente erfüllen. Hierzu können bekannte Entwurfstechniken für Digitalfilter mit begrenzter Impulsantwort (FIR-Filter) verwendet werden. Im nächsten Schritt werden die Koeffizienten mit den Matrixmultiplikationsfaktoren für YD2, I und Q gewichtet. Die Koeffizienten werden sodann in 35 Luminanzgruppen, 70 I- Gruppen und 70 Q-Gruppen aufgeteilt, welche mögliche Interpolationphasen der Ausgangssignale darstellen. Jede Koeffizientengruppe wird nachjustiert, um den Frequenzgang zwischen den unterschiedlichen Interpolationsphasen jedes Interpolationsfilters abzugleichen. Die Koeffizienten werden daraufhin in Speicherblöcken organisiert, welche jedem Filterabgreifpunkt zugeordnet sind. Ein Koeffizient von jeder Y-Gruppe wandert in jeden Block, während ein Koeffizient von I- und Q-Gruppe, welche CR-Matrixmultiplikationsfaktoren enthalten, in die ungeradzahligen Blöcke aufgenommen wird und ein Koeffizient von jeder I- und jeder Q- Gruppe, welche CB-Matrixmultiplikationsfaktoren enthalten, wird in die geradzahligen Blöcke aufgenommen. Demzufolge sind in jedem Block 105 Koeffizienten enthalten, welche sich auf jede Ausgangsinterpolationsphase der Signale Y, I und Q beziehen.
• Während des Betriebs des Taktumsetzers 10 treten entweder Abtastwerte des Luminanzsignals an allen seinen Ausgangsanschlüssen oder aber Abtastwerte der CB- und CR-Chrominanzsignale in jeweils abwechselnder Reihenfolge an den Ausgangsleitungen auf. Außerdem erscheinen die CB- und CR- Chrominanzsignale immer an denselben Ausgangsanschlüssen, bspw. tritt das CB-Chrominanzsignal immer an den Ausgangsanschlüssen 20, 24 ... auf, und das CR-Chrominanzsignal immer an den Ausgangsanschlüssen 22, 26 ... .
• Die Ausgangssignale der Abgreifelemente 30, 32, 34, 36 ..., welche entweder durch Koeffizienten modifizierte Luminanzsignale oder durch Koeffizienten modifizierte Chrominanzsignale darstellen, werden dem Addierer 40 zugeführt. Die Ausgangssignale des Addierers 40 bilden eine Folge von digitalen Signalen: Y, I, Y, Q, Y, I ..., welche in das Register 42 eingegeben werden, das mit der Ausgangstaktfrequenz gesteuert wird. Das Ausgangssignal des Registers 42 wird dem Ausgangsschaltkreis 44 zugeführt, welcher diese Si-gnale miteinander kombiniert, um auf der Ausgangsdatenleitung ein Ausgangssignal von folgender Form bereitzustellen:
• Y+I, Y+Q, Y-I, Y-Q ...
• Fig. 3 zeigt vier der insgesamt 20 identischen Stufen der erfindungsgemäßen Ausführungsform, wie auch zusätzliche Details des in Fig. 2 wiedergegebenen Systems. In Fig. 3 enthält der Y/C-Taktumsetzer 10 Chrominanzregister 50, 52, 54, 56 ..., welche die Chrominanzdatensignale von der C-DATEN- leitung 12 aufnehmen. In ähnlicher Form empfangen die Luminanzregister 60, 62, 64, 66 die Datensignale auf der Y-DATEN-Leitung 14. Damit sich für die Umsetzung von dem D1-Signal zum D2-Signal innerhalb des Taktumsetzers ein aufeinander abgestimmtes Zeitverhalten der Luminanz- und Chrominanzdatensignale ergibt, müssen die Ausgänge der Chrominanzregister derart gesteuert werden, daß die Chrominanzregister immer dieselbe Chrominanzsignalart enthalten (d.h. entweder einen CB- oder einen CR-Wert), sobald Information aus den Chrominanzregistern abgefragt wird. Wenn Information aus den Chrominanzregistern ausgelesen wird, enthalten die Register 50, 54 ... beispielsweise CB-Chrominanzdatensignale und die Chrominanzregister 52, 56 ... enthalten CR- Chrominanzdatensignale. Solchermaßen umfaßt eine erste Gruppe von Chrominanzregistern, bspw. die Chrominanzregister 50, 54 ..., CB-Register, und eine Gruppe von benachbarten Chrominanzregistern, bspw. die Chrominanzregister 52, 56 ..., umfaßt CR-Register. Zu diesem Zweck enthält der Taktumsetzer 10 außerdem ein Register 68, welches Chrominanzdatensignale empfängt, welche von der Leitung 12 eingelesen werden, sowie auch Multiplexschaltkreise (MUX) 70, 72, 74, 76 ..., welche von der DI/D2-UMSCHALTUNG-Leitung in der weiter unten detailliert beschriebenen Art gesteuert werden. Einer Berücksichtigung des Zeitverhaltens geziemend ist jedes Chrominanzregister 50, 52, 54, 56 ... und jedes Luminanzregister 60, 62, 64, 66 ... ein 2-phasiges Schieberegister, wobei jede Phase mit einer Phasenverschiebung von 180º gegenüber der anderen Phase arbeitet, wie dies dem Fachmann auf diesem Gebiet geläufig ist.
• Die Luminanzregister 60, 62, 64, 66 ... werden mit der EINGANGSTAKT-Frequenz des D1-Signals getaktet, nämlich 13,5 MHz. Das EINGANGSTAKT-Signal dient außerdem zur Öffnung des Gatters 78, an dessen anderem Eingang ein AKTIVIERE C- Signal angekoppelt ist, welches das Ausgangssignal des Gatters 78 aktiviert, das mit den Chrominanzregistern 50, 52, 54, 56 ... zu deren Steuerung verbunden ist, so daß ein Chrominanz-Taktsignal mit der Hälfte (6,75 MHz) der Frequenz des EINGANGSTAKT-Signals erzeugt wird. Andererseits werden die Chrominanzdaten den Chrominanzregistern über das Register 68 zugeführt, welches mit der Frequenz des EINGANGSTAKT-Signals getaktet wird. Bei der Umwandlung von dem DI-Signalformat in das D2-Signalformat ist das Steuersignal auf der D1/D2-UMSCHALTUNG-Leitung gesetzt, so daß das Ausgangssignal jedes MUX-Schaltkreises 70, 72, 74, 76, welches jeweils dem zugeordneten Register 50, 52, 54, 56 eingegeben wird, diesem Register mit der halben Frequenz des EINGANGSTAKT-Signals zugeführt wird.
• Der Y/C-Taktumsetzer 10 enthält außerdem Multiplex-Schaltkreise (MUX) 80, 82, 84, 86 ..., deren Eingänge solchermaßen verschaltet sind, um die Ausgangssignale der jeweils zugeordneten Register zu empfangen: 50, 60; 52, 62; 54, 64; 56, 66; ... . Die MUX-Schaltkreise 80, 82, 84, 86 ... werden mit der Frequenz des D2-Signals, nämlich 14,318 MHz, umgeschalten, d.h. mit der halben AUSGANGSTAKT-Frequenz. Nun wird es für den Fachmann deutlich, daß jedes Mal, wenn ein MUX-Schaltkreis 80, 82, 84, 86 ... derart geschalten ist, daß er das Signal eines Chrominanzregisters als Eingangssignal empfängt, dieses Chrominanzregister immer dieselbe Art von Chrominanzsignalen enthält, d.h. ein CRoder CB-Chrominanzsignal.
• Um dies anhand eines Beispiels weiter zu verdeutlichen, so liefern in dem Fall, daß die MUX-Schaltkreise 80, 82, 84, 86 ... derart getaktet werden, daß sie Eingangsdaten von den Chrominanzregistern empfangen, die Chrominanzregister 50, 54, ... immer CB-Chrominanzsignale an die MUX-Schaltkreise 80, 84 ..., und die Chrominanzregister 52, 56 ... liefern immer CR-Chrominanzsignale an die MUX-Schaltkreise 82, 86, ... . Daher bestehen die Ausgangssignale der MUX- Schaltkreise 80, 84 ... aus einer Datenfolge, die sich aus den Signalen Y, CB, Y, CB ... zusammensetzt, und die Ausgangssignale der MUX-Schaltkreise 82, 86 ... entsprechen einem Datenfluß, der die Signale Y, CR, Y, CR ... aufweist. Diese Ausgangssignale werden den Spannungsabgreifelementen 30, 32, 34, 36 ... zugeführt. Die anderen Eingangssignale dieser Spannungsabgreifelemente 30, 32, 34, 36 stammen aus den Schaltkreisen für die Koeffizienten-Sätze, von denen jeder einen Speicher 90, 92, 94, 96 ... mit Direktzugriffsfunktion und ein zugeordnetes Register 100, 102, 104, 106 umfaßt. Die Speicher mit Direktzugriff werden über einen Adressbus (KOEFFIZIENTENADRESSEN) und über ein Register 98 gesteuert, über einen Datenbus (KOEFFIZIENTENDATEN) und über eine Schreibbefehlsleitung (KOEFFIZIENTEN SCHREIBEN). Der Zweck der Schaltkreise mit den Koeffzientensätzen liegt darin, einzelne Koeffizienten zur Verfügung zu stellen, um dieselben dem Datensignal zuzuweisen, welches dem betreffenden Spannungsabgreifelement an einer bestimmten Stufe der Signalverarbeitung zugeführt wird, um Ausgangssignale zu erzeugen, welche dem neuen (insbesondere D2-) Signalformat entsprechen. Anfänglich werden die Koeffzientendaten in jeden Koeffizientenspeicherblock geschrieben, in dem die betreffenden Daten seriell auf dem Koeffizientendaten-Bus ausgegeben werden, wobei der betreffende Speicherplatz durch den KOEFFIZIENTENADRESSEN-Bus ausgewählt und vermittels der KOEFFIZIENTEN SCHREIBEN-Leitung gesteuert wird. Daraufhin wird der KOEFFIZIENTENADRESSEN-Bus verwendet, um den gewünschten Satz von Koeffizienten auszuwählen, welche mit den in die zugeordneten Spannungsabgreifelemente eingelesenen Daten multipliziert werden sollen, um die gewünschte Ausgangsphase zu erzeugen.
• Die Ausgangssignale der Spannungsabgreifelemente 30, 32, 34, 36 ... werden an den Additionsschaltkreis 40 angelegt, der folgendes, alternierende Ausgangssignal abgibt: YD2 (Gleichung 1); I (Gleichung 2); YD2; Q (Gleichung 3); YD2 ... . Das Ausgangssignal des Addierers 40 wird dem Register 42 zugeführt und anschließend dem Ausgabeschaltkreis 44, indem der Ausgang des Registers 42 mit dem Gatter 43 gekoppelt ist. Das Ausgangssignal des Gatters 43 wird dem Addierer 47 eingegeben, welcher an seinem anderen Eingang das Ausgangssignal des Multiplexers MUX 49 empfängt. Das Ausgangssignal des Addierers 47 gelangt zum Ausgangsregister 46, welches mit der AUSGANGSTAKT-Frequenz getaktet wird. Das Ausgangssignal des Registers 46 wird zu einem Eingang des Multiplexers 49 zurückgeführt, dessen weitere Eingänge der OFFSET-Datenbus und die RK SEL-Leitung sind. Die Leitung "Rückkopplung selektieren" (RK SEL) wählt den OFFSET-Datenbus, sofern das Register 42 ein Y-Signal enthält, wodurch ein Gleichspannungs-Offset-Signal zur Verfügung gestellt wird, um den richtigen Referenz- Schwarzpegel zu erhalten, der innerhalb des Schaltkreises 47 zum Ausgangssignal des Registers 42 addiert wird, um das (Y + Offset)-Signal zu erzeugen. Sofern das Register 42 einen I- oder Q-Ergebniswert enthält, so wählt das Steuersignal RK SEL das Ausgangsregister 46 an, welches das (Y + Offset)-Signal enthält, um dieses zu dem I- oder Q- Ergebniswert im Addierer 47 hinzuzufügen. Zusätzlich wird die Steuerleitung INVERTIEREN benutzt, um die I- und Q- Ausgangswerte abwechselnd zu invertieren, so daß auf dem AUSGANGSDATEN-Bus die Folge: Y + Offset, Y + Offset + I, Y + Offset, Y + Offset + Q, Y + Offset, Y + Offset - I, Y+ Offset, Y + Offset - Q ... entsteht, was schließlich zu einer Ausgabe auf der AUSGANGSDATEN-Leitung führt, welche in abwechselnder Form aus den Signalen: Y+I; Y+Q; Y-I; Y-Q; Y+I ... gebildet ist.
• Um ein Signal aus dem D2-Format, bei welchem die zusammengesetzten Daten bereits in die NTSC-Komponenten Y, I und Q getrennt wurden, in das D1-Signalformat umzusetzen, wird derselbe Schaltkreis verwendet wie für die Umwandlung vom D1- zum D2-Signal mit den folgenden, geringfügigen Änderungen in der Betriebsweise, welche aufgrund der vorangehenden Erläuterung der Betriebsart der Erfindung für den Fachmann deutlich werden. Im folgenden wird abermals auf die Fig. 3 Bezug genommen, wo das D1/D2-Steuersignal nun geändert wird, um die MUX-Shaltkreise 70, 72, 74, 76 ... mit der EINGANGSTAKT-Signalfrequenz zu aktivieren. Der Ausgang jedes Chrominanzregisters 50, 52, 54, 56 ... zeigt abwechselnd die Datensignale I, Q, I, ... . Der Ausgang jedes MUX-Schaltkreises 80, 82, 84, 86 ... weist daher in abwechselnder Reihenfolge die Datensignale Y, I, Y, Q, Y, I, ... auf. Die Koeffizientenwerte, welche an die Spannungsabgreifelemente 30, 32, 34, 36 ... angelegt werden, werden entsprechend der gewünschten Ausgangsphase geändert, so daß die Ausgangssignale jedes Spannungsabgreifelements 30, 32, 34, 36 ... in abwechselnder Reihenfolge die Signalwerte: Y, Y, Y, ... und I, Q, I, Q, ... annehmen. Diese Signale werden dem Addierer 40 zugeführt, dessen Ausgangssignal eine Folge der Datensignale Y, CR, Y, CB ... ist. Diese Signale erreichen die AUSGANGSDATEN-Leitung über das Register 42 und den Ausgangsschaltkreis 44. Die RK SEL-Leitung verbleibt in dem Zustand der externen Eingabe über Bus, so daß die Werte auf dem OFFSET-Bus zu jedem Ausgangswert des Registers 42 hinzugefügt werden. Die INVERTIEREN-Steuerungsleitung verbleibt in dem nicht invertierenden Zustand. Die Folge am AUSGANGSDATEN-Bus ist: Y + Offset, CR + Offset, Y + Offset, CB + Offset ... . Da der weitere Betrieb des Schaltkreises bei der Umwandlung von dem D2- zum D1-Signalformat für einen Fachmann deutlich erkennbar ist, sind zusätzliche Erläuterungen überflüssig.
• Das Beschriebene ist eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Die Fachleute werden erkennen, daß Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne den Lösungsgedanken und den in den Ansprüchen dargelegten Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann dieses System, wie oben bereits angesprochen, sowohl für die US- amerikanischen wie auch für die europäischen Farbfernsehstandards verwendet werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Umsetzung digitaler Videosignale von einem ersten Signalformat in ein zweites Signalformat, umfassend

a) ein Element (10) zur Frequenzumsetzung von Abtastwerten der Chrominanz- und Luminanz-Komponenten des digitalen Videosignals mit einem ersten Signalformat, die dem Frequenzumsetzungselement mit einer ersten Taktfrequenz zugeführt werden, wobei als Ausgangssignale des Frequenzumsetzungselements Abtastwerte der obigen Chrominanz- und Luminanz- Komponenten des Videosignals mit einer zweiten Taktfrequenz erzeugt werden, und

b) ein Element (28) zur Verarbeitung der Abtastwerte der obigen Chrominanz-Komponenten mit der zweiten Abtastfrequenz, um diese Chrominanz-Abtastwerte in Datensignale der Chrominanz-Komponenten gemäß dem zweiten Datenformat und mit der zweiten Taktfrequenz umzusetzen,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Frequenzumsetzungselement (10) zur Erzeugung von Ausgangssignalen ausgebildet ist, welche abwechselnd aus Abtastwerten der Chrominanz- und der Luminanz-Komponenten des digitalen Videosignals zusammengesetzt sind;

und daß das Element (28) zur Verarbeitung der besagten Werte Mittel enthält, um Koeffizientenwerte selektiv zur Verfügung zu stellen, die zur Umsetzung der Abtastwerte von dem ersten Datenformat in das zweite Datenformat benötigt werden, sowie Mittel (30, 32, 34, 36, 40 und 42), welche die Ausgangswerte des Frequenzumsetzers sowie die selektiv zur Verfügung gestellten Koeffizientenwerte empfangen, um für das digitale Videosignal gemäß dem zweiten Format abwechselnde, durch Koeffizienten modifizierte Chrominanz- und Luminanz-Komponenten zu erzeugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein Element (44) aufweist, welches die abwechselnden, durch Koeffizienten modifizierten Werte der Chrominanz- und Luminanz-Komponenten empfängt, um als Ausgangssignal ein zusammengesetztes, digitales Videosignal mit dem zweiten Signalformat zu erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzumsetzungselement eine Mehrzahl von ersten Mitteln (50, 52, 54, 56) zur Aufnahme der Abtastwerte der Chrominanz-Komponenten des digitalen Videosignals mit dem ersten Signalformat sowie eine Mehrzahl von zweiten Mitteln (60, 62, 64, 66) zur Aufnahme der Abtastwerte der Luminanz-Komponenten des digitalen Videosignals mit dem ersten Signalformat aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten ersten und zweiten Mittel aus ersten und zweiten Sätzen von Registern (50, 52, 54, 56, 60, 62, 64, 66) bestehen, welche zur Taktung mit durch das erste Datenformat bestimmten Frequenzen vorbereitet sind, und daß an die Ausgänge der ersten und zweiten Register-Sätze gekoppelte Multiplex-Schaltkreise für eine Taktung mit einer durch das zweite Datenformat bestimmten Frequenz vorbereitet sind, wobei abwechselnd Abtastwerte der Chrominanz- und der Luminanz-Komponenten des digitalen Videosignals gemäß dem ersten Signalformat mit der zweiten Frequenz an den Ausgängen der Multiplex-Schaltkreise zur Verfügung gestellt werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Frequenzumsetzungselement (10) derart aufgebaut ist, daß die abwechselnd zur Verfügung gestellten Datensignale den Wert einer Luminanz-Komponente des digitalen Videosignals einerseits sowie simultan gewonnene Werte zweier Chrominanz-Komponenten des digitalen Videosignals andererseits repräsentieren.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Register-Sätze durch Sätze von seriell angeordneten Schieberegistern gebildet sind; daß der erste Satz von Schieberegistern (50, 52, 54, 56) für eine Taktung mit der halben Frequenz des zweiten Satzes von Schieberegistern (60, 62, 64, 66) vorbereitet ist; daß jeder Signaleingang jedes Schieberegisters mit einem Ausgang eines korrespondierenden Multiplex-Schaltkreises (70, 72, 74, 76) gekoppelt ist, der für eine Taktung mit einer Frequenz vorbereitet ist, die eine vorgegebene Beziehung zu der Taktfrequenz der Register des ersten Satzes einhält; daß ein weiteres Schieberegister (68), welches für eine Taktung mit der selben Frequenz wie die Register des zweiten Satzes vorbereitet ist, einen Eingang (12) aufweist, der zur Aufnahme der Abtastwerte der Chrominanz-Komponenten des digitalen Videosignals gemäß dem ersten Signalformat gekoppelt ist, sowie einen Ausgang; daß der Multiplex-Schaltkreis (70), dessen Ausgang an den Eingang des ersten Schieberegisters (50) in der Reihe des ersten Satzes gekoppelt ist, einen ersten, gemeinsam mit dem Eingang des weiteren Schieberegisters (68) angeschlossenen Eingang sowie einen zweiten Eingang aufweist, der mit dem Ausgang des weiteren Schieberegisters (68) gekoppelt ist, und daß jeder Multiplex- Schaltkreis (72, 74, 76), dessen Ausgang mit einem folgenden Schieberegister (52, 54, 56) in der Reihe des ersten Satzes verbunden ist, einen ersten, gemeinsam mit dem zweiten Eingang des vorangehenden Multiplex- Schaltkreises (70, 72, 74) angeschlossenen Eingang sowie einen zweiten Eingang aufweist, der mit dem Ausgang des vorangehenden Schieberegisters der Reihe (50, 52, 54) gekoppelt ist, wobei das an dem Ausgang eines jeden der Schieberegister (50, 52, 54, 56) des ersten Satzes zur Verfügung gestellte Signal sich jeweils immer auf die selbe der beiden Chrominanz-Komponenten bezieht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz der besagten Multiplex-Schaltkreise mit Hilfe von Steuermitteln in Übereinstimmung mit den als erstem und zweiten Format ausgewählten Formaten angewählt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Mittel (90, 100; 92, 102; 94, 104; 96, 106) zur Erzeugung der besagten Koeffizientenwerte derart angeordnet sind, um die angeschlossenen Mittel (30, 32 34, 36, 40, 42) mit unterschiedlichen Koeffizientenwerten zur gemeinsamen Verarbeitung mit abwechselnd zur Verfügung gestellten Abtastwerten der Chrominanz-Komponenten zu versorgen, wobei die abwechselnd erzeugten, durch Koeffizienten modifiztierten Signalkomponenten der Reihe nach eine Luminanz-Komponente, eine von zwei Chrominanz-Komponenten, eine Luminanz-Komponente und die andere der beiden Chrominanz- Komponenten aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, sofern auf Anspruch 2 zurückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß das Element zur Erzeugung des zusammengesetzten, digitalen Videosignals Mittel (43, 46, 47, 49) aufweist, um aufeinanderfolgende Werte der besagten, durch Koeffizienten modifizierten Signalkomponenten zu empfangen und logisch miteinander zu kombinieren.