DE69029776T2

DE69029776T2 - Signalverarbeitungsschaltung für Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE69029776T2
Application number: DE69029776T
Authority: DE
Inventors: Takashi Asaida
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2010-10-05
Also published as: KR100217221B1; KR910008475A; EP0421433A2; DE69029776D1; AU6364190A; EP0421433B1; CA2026793C; US5103299A; CA2026793A1; EP0421433A3; AU641938B2

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, in der ein Bildaufnahmeabschnitt mit räumlicher Bildpunktverschiebung oder -versatz versehen ist, bei dem die Festkörper-Bildsensoren für Bildaufnahme in den Farben grün und rot mit einem räumlichen Versatz der Hälfte der Bildpunkt-Wiederholungsschrittweite angeordnet sind. Eine derartige Bildverarbeitungsvorrichtung ist aus dem Dokument EP-A-0 368 354 bekannt, das Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ bildet.

Stand der Technik

Bei einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, bei der der Bildaufnahmeabschnitt aus einem Festkörper-Bildsensor mit einem Aufbau aus diskreten Bildpunkten in Form ladungsgekoppelter Bauelemente (CCDs) besteht, werden, da der Festkörper-Bildsensor selbst ein solcher gemäß einem Abtastsystem ist, Aliasingkomponenten aus der Abtast-Raumfrequenz fs vom Festkörper- Bildsensor in die Bildaufnahme-Ausgangssignale eingemischt, wie es durch Schraffur in Fig. 1 dargestellt ist.
Die herkömmliche Vorgehensweise zum Verhindern des Einmischens von Aliasingkomponenten in das Grundband der Bildaufnahmesignale besteht darin, die Hochfrequenzseite der Grundbandkomponenten des Bildaufnahmesignals zu unterdrücken, um den Nyquist-Bedingungen für Abtastsysteme bei einem Festkörper-Bildsensors zu genügen.
Bei Farbfernsehkameras sind Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen vom Mehr- CCD-Typ, wie eine Bildaufnahmevorrichtung vom 2-CCD-Typ, in der ein dreifarbiges Bild mittels eines Festkörper-Bildsensors erzeugt wird, der mit einem Festkörper-Bildsensor zum Erzeugen eines Bilds der Farbe grün und einem Farbcodierungsfilter für jeden von roten und blauen Bildpunkten versehen ist, oder eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vom 3-CCD-Typ, in der ein dreifarbiges Bild durch gesonderte Festkörper-Bildsensoren erzeugt wird, praktischem Gebrauch zugeführt.
Außerdem ist als Technik zum Verbessern der Auflösung beim oben angegebenen Festkörper-Bildsensor vom Mehr-CCD-Typ eine sogenannte Bildpunktverschiebungs- oder -versatztechnik bekannt, bei der die Festkörper-Bildsensoren zum Erzeugen von Bildern der Farben rot und blau in bezug auf die Festkörper-Bildsensoren zum Erzeugen eines Bilds der Farbe grün um die Hälfte der räumlichen Bildpunkt-Abtastperiode versetzt sind. Unter Verwendung der räumlichen Versatztechnik kann eine hohe Auflösung über der Grenze der Anzahl von Bildpunkten im Festkörper-Bildsensor mit einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vom Mehr-CCD-Typ mit analogem Ausgangssignal erzielt werden.
Für professionelle, digitale Videobandrecorder, wie sie in Rundfunkstationen oder dergleichen verwendet werden, werden Standards für ein sogenanntes D1/D2-Format vorbereitet, und in einer Farbfernsehkamera ist eine digitale Schnittstelle für Ausrüstungen in Zusammenhang mit digitalen Videosignalen, die derartigen Standards genügen, erforderlich. Bei einem Standard für digitale Schnittstellen für Ausrüstungen in Zusammenhang mit digitalen Videosignalen ist die Abtastrate ungefähr auf die Abtastrate fs der derzeit verfügbaren Festkörper-Bildsensoren festgesetzt. Das Dokument EP-A- 0 368 354, das Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ repräsentiert und dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht, beschreibt eine Signalverarbeitungsschaltung mit einem Bildhervorhebungsabschnitt, der in Reihenschaltung eine erste und eine zweite 1H-Verzögerungsschaltung und eine Bildhervorhebungsdaten-Erzeugungsschaltung aufweist. Die Bildhervorhebungsdaten-Erzeugungsschaltung wird von einem A/D-Umsetzer für das Vorbildsignal für grün unmittelbar mit Farbdaten für grün versorgt. Ferner wird die Bildhervorhebungsdaten-Erzeugungsschaltung mit einem um 1H verzögerten Farbdatenwert für grün und einem um 2H verzögerten Farbdatenwert für grün und ferner mit einem unverzögerten Farbdatenwert für rot von einem A/D-Umsetzer für ein Farbbildsignal für rot versorgt. Auf Grundlage dieser verzögerten und unverzögerten Signale erzeugt die Bildhervorhebungsdaten-Erzeugungsschaltung Bildhervorhebungsdaten mit einer Taktrate 2 fs, die das Doppelte der Taktrate fs ist. Diese Bildhervorhebungsdaten werden an einen ersten und einen zweiten Addierer geliefert, die jeweils im Signalpfad für interpolierte Farbdaten für grün, Farbdaten für rot, Farbdaten für blau vor bzw. hinter Gammakorrekturschaltungen vorhanden sind. Die ersten Addierer, die stromaufwärts bezüglich der Gammakorrekturschaltungen vorhanden sind, summieren die Bildhervorhebungsdaten mit der Taktrate 2 fs zu den interpolierten Farbdaten mit der Taktrate 2 fs und übertragen die Bildhervorhebungs-Farbdaten an die entsprechende Gammakorrekturschaltung. Die Gammakorrekturschaltungen führen eine Gammakorrektur der von den ersten Addierern gelieferten hervorgehobenen Farbdaten aus und übertragen die gammakorrigierten Farbdaten an die zweiten Addierer stromabwärts bezüglich der Gammakorrekturschaltungen. Die zweiten Addierer summieren die vom Bildhervorhebungsabschnitt mit der Taktrate 2 fs gelieferten Bildhervorhebungsdaten zu den gammakorrigierten Farbdaten von der Gammakorrekturschaltung. Ferner werden die gammakorrigierten und die hervorgehobenen Farbdaten mit der Taktrate 2 fs jeweils an einen Farbcodierer und Digital/Analog-Umsetzer geliefert, die die mit der Taktrate 2 fs gelieferten Farbdaten hoher Auflösung in analoge Bildaufnehmer-Ausgangssignale für drei Farben umsetzen.

Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Signalverarbeitungsschaltung für eine Festkörper-Farbkamera zu schaffen, die mit einem Bildaufnahmeabschnitt versehen ist, der gemäß einer räumlichen Versatztechnik aufgebaut ist, bei der ein Horizontalverzögerungssignal für optimale Bildhervorhebung hinsichtlich der verschiedenen Farbbildsignale mit der geringsten Gefahr hinsichtlich kreuzweiser Wechselwirkungen betreffend die Farbe erzeugt werden kann.
Die obige Aufgabe ist für eine durch den Oberbegriff von Anspruch 1 angegebene Signalverarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gelöst.
Abhängige Ansprüche 2 bis 12 beschreiben jeweils vorteilhafte Entwicklungen hierzu.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die Signalverarbeitungsschaltung so ausgebildet, dass sie im Detailsignal enthaltene Aliasingkomponenten beseitigt und als Ergebnis des Einmischens der Horizontaldetailsignale in den Frequenzbereichs des Farbunterträgers die Entstehung kreuzweiser Wechselwirkungen betreffend die Farbe verhindert. Gemäß noch einer weiteren Erscheinungsform der Erfindung kann Gammakompensation oder Bilderhöhung zufriedenstellend ausgeführt werden, ohne dass sich die Bildqualität auf Grund von Aliasingkomponenten oder kreuzweiser Wechselwirkung betreffend die Farbe verschlechtert.
Bei der bevorzugten Signalverarbeitungsschaltung werden ausgegebene Bildaufnahmesignale, wie sie mit einer fs entsprechenden Abtastrate aus dem Festkörper-Bildsensor ausgelesen werden, mit einer Taktrate von 2 fs einer Bildhervorhebung unterworfen. Vorzugsweise werden die durch Bildhervorhebung mit einer 2 fs entsprechenden Taktrate verarbeiteten digitalen Ausgangssignale zufriedenstellend mittels Gammakorrektur verarbeitet.
Es ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Signalverarbeitungsschaltung, digitale Filter zur Interpolation und zum Erzeugen des verzögerten Signals zu verwenden, die so ausgewählt sind, dass sie bei der fs entsprechenden Frequenz null Punkte aufweisen und sie hinsichtlich ungerader und gerader Ordnung dieselben Anzahlen aufweisen.
Ferner ist die vorliegende Signalverarbeitungsschaltung so ausgebildet, dass sie für optimale Bildhervorhebung sorgt, die Änderungen in der Bildaufnahmeumgebung gerecht wird.
In vorteilhafter Weise wird das aus dem im Bildaufnahmeabschnitt erzeugten Ausgangsbildaufnahmesignal erzeugte Detailsignal einer nichtlinearen, arithmetischen Operation unterworfen, bei der Kompressionseigenschaften zur Seite mit eher positivem oder eher negativem Pegel in bezug auf einen vorbestimmten Pegel unabhängig voneinander eingestellt werden können.
Ferner kann das Eingangssignal in vorteilhafter Weise mittels einer nichtlinearen, arithmetischen Operation an einem vorbestimmten Pegel abgeschnitten werden. Die bevorzugte Signalverarbeitungsschaltung ist so ausgebildet, dass sie als Ausgangsbildaufnahmesignal ein breitbandiges Detailsignal erzeugt, das frei von Aliasingkomponenten ist.
Gemäß noch einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist eine Signalverarbeitungsschaltung für eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung geschaffen, in der das vertikale Detailsignal in horizontaler Richtung hinsichtlich des Bands eingeschränkt wird, bevor es ausgegeben wird, um zu verhindern, dass die Vertikaldetailkomponente in den Bereich der Farbunterträgerfrequenz einmischt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die das Signalspektrum eines Ausgangsbildaufnahmesignals für einen herkömmlichen Festkörper-Bildsensor mit einer Anordnung diskreter Bildpunkte zeigt.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Farbfernsehkamera vom 3-CCD-Typ zeigt, auf die die Erfindung angewandt ist.
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die den Anordnungszustand von CCD- Bildsensoren in der in Fig. 2 dargestellten Farbfernsehkamera zeigt.
Fig. 4 zeigt das Signalspektrum für jedes Ausgangsbildaufnahmesignal aus dem zugehörigen CCD-Bildsensor bei der in Fig. 2 dargestellten Farbfernsehkamera.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines Signalverarbeitungsabschnitts der in Fig. 2 dargestellten Farbfernsehkamera zeigt.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Ausführungsbeispiel des Signalverarbeitungsabschnitts der in Fig. 2 dargestellten Farbfernsehkamera zeigt.
Fig. 7 ist ein Kurvenbild, das die Filtercharakteristik eines digitalen Filters zeigt, das in einer Interpolationseinrichtung des Signalverarbeitungsabschnitts vorhanden ist.
Fig. 8 ist ein Kurvenbild, das die Filtercharakteristik eines digitalen Filters zeigt, das in einem Detailsignalgenerator des Signalverarbeitungsabschnitts vorhanden ist.
Fig. 9 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Hervorhebung der Honzontalkontur für den Fall, dass im Interpolationsabschnitt eine Interpolation gerader Ordnung ausgeführt wird und im Detailsignalgenerator eine Interpolation ungerader Ordnung ausgeführt wird.
Fig. 10 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen des Hervorhebungsvorgangs für die Horizontalkontur für den Fall, dass in der Interpolationseinrichtung eine Interpolation gerader Ordnung ausgeführt wird und im Detailsignalgenerator eine Differenzieroperation gerader Ordnung ausgeführt wird.
Fig. 11 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen des Hervorhebungsvorgangs für die Horizontalkontur für den Fall, dass in der Interpolationseinrichtung eine Interpolation gerader Ordnung ausgeführt wird und im Detailsignalgenerator eine Differenzieroperation ungerader Ordnung ausgeführt wird.
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das ein konkretes Beispiel des Aufbaus des Detailsignalgenerators im Signalverarbeitungsabschnitt zeigt.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das eine Ersatzblockkonstruktion einer ers ten digitalen Filterschaltung im Detailsignalgenerator zeigt.
Fig. 14 ist ein Kurvenbild, das die Filtercharakteristik der ersten digitalen Filterschaltung zeigt.
Fig. 15 ist eine schematische Ansicht, die die Frequenzcharakteristik des im Detailsignalgenerator erzeugten Detailsignals zeigt.
Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das eine Ersatzblockkonstruktion einer zweiten digitalen Filterschaltung im digitalen Signalgenerator zeigt.
Fig. 17 ist ein Kurvenbild, das die Filtercharakteristik der zweiten digitalen Filterschaltung zeigt.
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Ersatzblockkonstruktion der zweiten digitalen Filterschaltung im Detailsignalgenerator zeigt.
Fig. 19A, 19B und 19C sind Blockdiagramme, die konkrete Konstruktionen eines ersten bis dritten Filterblocks in der in Fig. 18 dargestellten zweiten digitalen Filterschaltung zeigen.
Fig. 20A, 20B, 20C und 20D sind Kurvenbilder zum Veranschaulichen des Bandbegrenzungsvorgangs der in Fig. 18 dargestellten zweiten digitalen Filterschaltung.
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das eine konkrete Blockkonstruktion einer zweiten Kernschaltung des in Fig. 12 dargestellten Detailsignalgenerators zeigt.
Fig. 22 ist ein Kurvenbild, das die Charakteristik des nichtlinearen Betriebs der in Fig. 21 dargestellten zweiten Kernschaltung zeigt.
Fig. 23 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Blockkonstruktion der zweiten Kernschaltung im in Fig. 12 dargestellten Detailsignalgenerator zeigt.
Fig. 24 ist ein Kurvenbild, das die Charakteristik des nichtlinearen Betriebs der in Fig. 23 dargestellten zweiten Kernschaltung zeigt.
Fig. 25 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Ausführungsbeispiel des Detailsignalgenerators im Signalverarbeitungsabschnitt der in Fig. 2 dargestellten Farbfernsehkamera zeigt.
Fig. 26 ist ein Signalverlaufsdiagramm zum Veranschaulichen der Konturkompensationsoperation des in Fig. 25 dargestellten Detailsignalgenerators.
Fig. 27 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Farbcodierers in der in Fig. 2 dargestellten Farbfernsehkamera zeigt.

Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun ein bevorzugtes, veranschaulichendes Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsschaltung in einer erfindungsgemäßen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine Farbfernsehkamera, in der die Erfindung auf eine Festkör per-Bildaufnahmevorrichtung vom 3-CCD-Typ angewandt ist, in der Bildaufnahmelicht Li, wie es von einer Bildaufnahmelinse 1 durch Ein optisches Tiefpassfilter 2 einfällt, durch ein Farbtrennfilter 3 in drei Primärfarblichtkomponenten, nämlich die Farblichtkomponenten rot (R), grün (G) und blau (B) unterteilt wird, um die in drei Farben aufgeteilten Bilder eines Objektbilds auf drei CCD-Bildsensoren 4R, 4G und 4B abzubilden.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die drei CCD-Bildsensoren 4R, 4G und 4B, die den Bildaufnahmeabschnitt der Farbfernsehkamera bilden, gemäß dem Prinzip des räumlichen Bildpunktversatzes so angeordnet, dass der CCD- Bildsensor 4R zum Erzeugen des Farbbilds für rot sowie der CCD-Bildsensor 4B zum Erzeugen des Farbbilds für blau um die Hälfte der räumlichen Abtastperiode τs in bezug auf den CCD-Bildsensor 4G zum Erzeugen des Farbbilds für grün versetzt sind. Die drei CCD-Bildsensoren 4R, 4G und 4B werden durch nicht dargestellte CCD-Ansteuerschaltungen so betrieben, dass die Bildaufnahmeladungen der Bildpunkte durch Auslesetakte einer Abtastfrequenz fs ausgelesen werden, die das Vierfache der Farbunterträgerfrequenz fsc, oder 4 fsc, ist.
Von den drei CCD-Bildsensoren 4R, 4G und 4B, die gemäß dem Prinzip des räumlichen Bildpunktversatzes arbeiten, führen einerseits der CCD-Bildsensor 4G für Farbbilder für grün sowie andererseits die CCD-Bildsensoren 4R und 4B zum Erzeugen von Farbbildern für rot und blau eine räumliche Abtastung der drei farbigen Objektbilder an Positionen aus, die um τs/2 gegeneinander versetzt sind. Auf diese Weise werden die Bildaufnahme-Ausgangssignale SR*, SG* und SB* auf solche Weise aus den CCD-Bildsensoren 4R, 4G und 4B ausgelesen, dass die Abtastfrequenzkomponente fs des Bildaufnahme-Ausgangssignals SG* für grün aus dem CCD-Bildsensor 4G gegenphasig zu den Abtastfrequenzkomponenten fs des Farbbild-Ausgangssignals SR* für rot und des Farbbild-Ausgangssignals SB* für blau aus den CCD-Bildsensoren 4R und 4B ist, wie es in Fig. 4B dargestellt ist, die spektrale Signalkomponenten zeigt.
Die Bildaufnahme-Ausgangssignale SR*, SG* und SB*, wie sie mittels Auslesetakten mit der Abtastfrequenz fs oder 4 fsc aus den CCD-Bildsensoren 4R, 4G und 4B ausgelesen werden, werden mittels Pufferverstärkern 5R, 5G und 5B (Analog/Digital-Umsetzern) 6R, 6G bzw. 6B zugeführt.
Diesen A/D-Umsetzern 6R, 6G und 6B werden Takte mit einer Taktrate fs zugeführt, die der Abtastrate der Bildausganssignale SR*, SG* und SB* entspricht, d.h. mit einer Taktfrequenz fs oder 4 fsc, die den Auslesetakten für die CCD-Bildsensoren 4R, 4G und 4B entspricht. Die A/D-Umsetzer 6R, 6G und 6B digitalisieren die Bildaufnahme-Ausgangssignale SR*, SG* und SB* unmittelbar mit der Taktrate fs oder 4 fsc, um Farbdaten DR*, DG* und DB* zu erzeugen, deren Ausgangsspektrum dasselbe wie das Spektrum des Bildaufnahme-Ausgangssignale SR*, SG* und SB*, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
Die von den A/D-Umsetzern 6R, 6G und 6B erzeugten Farbdaten DR*, DG* und DB, werden an einen Signalprozessor 7 übertragen.
Der Signalprozessor 7 besteht, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, die seinen konkreten Aufbau zeigt, aus einem Detailsignalgenerator 11, der vom A/D- Umsetzer 6R mit Farbdaten DR* für rot und vom A/D-Umsetzer 6G mit Farbdaten DG* für grün versorgt wird, Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B, die von den A/D-Umsetzern 6R, 6G und 6B über Verzögerungsschaltungen 12R, 12G und 12B mit drei Farbdaten DR*, DG* und DB* versehen werden, Summierpunkten oder -schaltungen 14R, 14G und 14B, die mit drei zuvor interpolierten Farbdaten DR**, DG** und DB** von den Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B und einem Detailsignal DIE** vom Detailsignalgenerator 11 versorgt werden und Gammakorrekturschaltungen 15R und Gammakorrekturschaltungen 15R, 15G und 15B, die mit dem Summierungsausgangssignal von den Summierpunkten 14R, 14G und 14B versorgt werden.
Die Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B des Signalprozessors 7 interpolieren die drei Farbdaten DR*, DG* und DB* mit der 4 fsc entsprechenden Taktrate fs von den A/D-Umsetzern, 6R, 6G und 6B, um die drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Taktrate 2 fs, also dem Doppelten der Taktrate fs, was 8 fsc entspricht, zu erzeugen. Die Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B übertragen die drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit einer 2 fs entsprechenden Taktrate an die Summierpunkte 14R, 14G und 14B.
Der Detailsignalgenerator 11 besteht aus einer Summiereinrichtung zum Summieren gleicher Werte grüner Farbdaten DG* mit der Rate fs vom A/D-Umsetzer 6G sowie roter Farbdaten DR* der Rate fs vom A/D-Umsetzer 6R nach einem Multiplexen mit der Taktrate fs, und einem digitalen Filter zum Differenzieren des Additions- oder Summierungsausgangssignals von der Summiereinrichtung. Der Detailsignalgenerator 11 überträgt ein Detailsignal DIE**, das das differentielle Ausgangssignal des digitalen Filters enthält, an die Summierpunkte 14R, 14G und 14B.
Diese Summierpunkte 14R, 14G und 14B addieren das Detailsignal DIE** vom Detailsignalgenerator 11 zu den drei Farbdaten DR**, DG** und DB** von den Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B, um eine Bildhervorhebung der drei Farbdaten DR**, DG** und DB** zu erzielen. Die hinsichtlich des Bilds hervorgehobenen Farbdaten DR**, DG** und DB** werden den Gammakorrekturschaltungen 15R, 15G bzw. 15B zugeführt.
Die Gammakorrekturschaltungen 15R, 15G und 15B arbeiten mit der Taktrate 2fs, um die hinsichtlich des Bilds hervorgehobenen drei Farbdaten DR**, DG** und DB** von den Summierschaltungen 14R, 14G und 14B mittels Gammakortur zu verarbeiten, um gammakorrigierte Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Rate 2 fs auszugeben.
Eine Farbfernsehkamera mit einem Bildaufnahmeabschnitt, der entsprechend der räumlichen Versatztechnik aufgebaut ist, leitet wegen Aliasingkomponenten im Bildaufnahme-Ausgangssignal oder wegen eines Einmischens des Detailsignals in den Frequenzbereich des Farbunterträgers unter kreuzweisen Wechselwirkungen betreffend die Farbe. Jedoch werden im Horizontaldetailsignal IEH der Rate 2fs, das durch Summieren gleicher Werte der Farbdaten DG* für grün mit der Rate fs vom A/D-Umsetzer 6G sowie der Farbdaten DR für rot mit der Rate fs vom A/D-Umsetzer 6R nach Multiplexbildung mit der Taktrate 2 fs und durch Differenzieren des summierten Ausgangssignals erzeugt wird, die Trägerkomponenten erster Ordnung durch die Summierung gleicher Werte aufgehoben. So kann im Detailsignalgenerator 11 ein breitbandiges Horizontaldetailsignal IEH erzeugt werden, das frei von Verzerrung durch Aliasingeffekte ist. So addieren die Summierschaltungen 14R, 14G und 14B das Detailsignal DIE**, das das Horizontaldetailsignal IEH mit der Rate 2 fs vom Detailsignalgenerator 11 enthält, zu den drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Rate 2 fs von den Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 135, um die drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mittels einer Bildehervorhebung hoher Auflösung zu verarbeiten. Die Gammakorrekturschaltungen 15R, 15G und 15B, denen die drei Farbdaten DR**, DG** und DB** die zuvor durch die Summierschaltungen 14R, 14G und 14B eine Bildhervorhebung erfuhren, übertragen werden, arbeiten mit der Taktrate 2 fs, um mittels Bildhervorhebung hoher Auflösung die drei Farbdaten DR**, DG** und DB** zu verarbeiten.
Anstatt gleiche Werte der Farbbildaufnahmesignale für grün und der Farbbildaufnahmesignale für rot zu addieren, könnte der Detailsignalgenerator 11 gleiche Werte der Farbbildaufnahmesignale für grün und der Farbbildaufnahmesignale für blau addieren oder gleiche Werte eines Kombinationssignals aus Farbbildsignalen für rot und blau und dem Farbbildsignal für grün addieren, wodurch Trägerkomponenten erster Ordnung aufgehoben werden, um ein breitbandiges Horizontaldetailsignal zu erzeugen, das frei von Verzerrungen auf Grund Aliasingeffekten ist.
Der Signalprozessor 7 kann auch, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, mit ersten Gammakorrekturschaltungen 17R, 17G und 17BV, die mit der Taktrate fs arbeiten und stromaufwärts bezüglich der Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B liegen, sowie einer zweiten Gammakorrekturschaltung 18 versehen sein, die mit der Taktrate 2 fs arbeitet und stromabwärts bezüglich des Detailsignalgenerators 11 liegt.
Die ersten Gammakorrekturschaltungen 17R, 17G und 17B arbeiten mit der Taktrate fs, um die drei Farbdaten DR*, DG* und DB* mit der Rate fs mittels Gammakorrektur zu verarbeiten und die gammakorrigierten drei Farbdaten DR*, DG* und DB* an die Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B übertragen. Die Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B interpolieren die drei gammakorrigierten Farbdaten DR*, DG* und DB*von den ersten Gammakorrekturschaltungen 17R, 17G und 17B, um die drei Farbdaten DR*, DG* und DB* mit der Rate 2 fs zu erzeugen, die den Summierschaltungen 14R, 14G bzw. 14B zugeführt werden. Die zweite Gammakorrekturschaltung 18 arbeitet mit der Taktrate 2 fs, um das vom Detailsignalgenerator 11 ausgegebene Detailsignal DIE** mit der Rate 2 fs einer Gammakorrektur zu unterziehen, während sie das gammakorrigierte Detailsignal DIE** an die Summierschaltungen 14R, 14G und 14B liefert. Die Summierschaltungen 14R, 14G und 14B addieren das vom Detailsignalgenerator 11 über die zweite Gammakorrekturschaltung gelieferte gammakorrigierte Detailsignal DIE** mit der Rate 2 fs zu den von den ersten Gammakorrekturschaltungen 17R, 17G und 17B über die Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B gelieferten drei gammakorrigierten Farbsignalen DR**, DG** und DB** mit der Rate 2 fs, um eine Bildungsvorhebungsoperation auszuführen.
Die drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Rate 2 fs, die einer Gammakorrektur und einer Bildhervorhebung mit hoher Auflösung unterzogen sind, können auf ähnliche Weise durch den oben beschriebenen Signalprozessor 7 erhalten werden.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält jede der Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B ein digitales Filter, das für die drei Farbdaten DR*, DG* und DB*, die die Rate fs aufweisen, mit der Taktrate 2 fs oder 8 fsc arbeitet, was das Doppelte der Abtastfrequenz fs ist, und sie weisen eine Filtercharakteristik H(z)IPM auf:
H(z)IPM = (z&supmin;¹ + 1)m (1),
die, wie in Fig. 7 dargestellt, mindestens einen Nullpunkt aufweist, wobei z eine verzögerungseinheit mit der Rate 2 fs ist. Im Detailsignalgenerator 11 differenziert das digitale Filter das Additionsausgangssignal von der Summiereinrichtung dadurch, dass das Additionsausgangssignal der Summiereinrichtung mit einer Filtercharakteristik H(z)IEHn versehen wird, die, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, für fs mindestens einen Nullpunkt aufweist, mit derselben geraden oder ungeraden Ordnung n, wie sie der Ordnungszahl m der digitalen Filter der Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B entspricht.
Es ist zu beachten, dass dann, wenn die Ordnungszahlen m und n der digitalen Filter des Detailsignalgenerators 11 und der Interpolationsabschnitte 13R, 13G und 13B hinsichtlich gerader und ungerader Ordnung nicht übereinstimmen, die Gruppenverzögerung auf Grund des digitalen Filters für Interpolation in den Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B hinsichtlich der Gruppenverzögerung durch das differenzierende digitale Filter zum Erzeugen des Detailsignals im Detailsignalgenerator 11 abweicht, mit dem Ergebnis, dass selbst beim Addieren des Detailsignals zum interpolierten Signal keine zufriedenstellende Bildhervorhebung erzielt werden kann. Wenn z. B. in den Signalinterpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B eine gerade Interpolation (zweiter Ordnung) ausgeführt wird, und im Detailsignalgenerator 11 eine Differenzierung ungerader Ordnung (erster Ordnung) ausgeführt wird, befindet sich das Zentrum der Gruppenverzögerung der Luminanzdaten Y**, die durch Addieren von Farbdaten DG* für die Farbe grün mit der Rate 2 fs zu Farbdaten DR** für rot erhalten werden, die ihrerseits durch Interpolation zweiter Ordnung der Farbdaten DG* für grün mit der Rate fs und der Farbdaten DR* für rot mit einer Phasendifferenz 1/(2 fs)) erhalten werden, wie in Fig. 9 dargestellt, an der in Fig. 9 dargestellten Position PGPY, wohingegen das Zentrum der Gruppenverzögerung des Horizontaldetailsignals IEH**, das durch Differenzierung erster Ordnung des Signals D(G+R)** mit der Taktrate 2 fs erhalten wird, das seinerseits durch Addieren gleicher Werte der Farbdaten DG* für grün mit der Rate 2 fs und der Farbdaten DR* für rot nach Multiplexen mit der Taktrate 2 fs erhalten wurde, um 1/(4 fs) hinsichtlich des Zentrums der Gruppenverzögerung PGPY der Luminanzdaten Y** abweicht, wie bei PGPIEH dargestellt, so dass der Signalverlauf der hinsichtlich der Horizontalkontur kompensierten Luminanzdaten YIEH**, wie durch Kombinieren der Luminanzdaten Y** mit dem Horizontaldetailsignal IEH** erhalten, nicht punktsymmetrisch ist.
Umgekehrt stimmt bei der vorliegenden Signalverarbeitungsschaltung, da die Anzahl der Ordnungen der digitalen Filter im Detailsignalgenerator 11 und in den Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B hinsichtlich Geradzahligkeit und Ungeradzahligkeit jeweils gleich sind, die Gruppenverzögerung auf Grund des interpolierenden digitalen Filters mit der Gruppenverzögerung auf Grund des differenzierenden digitalen Filters, die zum Erzeugen digitaler Signale ausgebildet sind, überein, so dass zufriedenstellende Bildhervorhebung sogar bei Addition des Detailsignals zum zuvor interpolierten Signal erzielt werden kann.
Wenn in den Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B Interpolation gerader Ordnung (zweiter Ordnung) ausgeführt wird und im Detailsignalgenerator 11 Differenzierung gerader Ordnung (nullter Ordnung) ausgeführt wird, befindet sich das Zentrum der Gruppenverzögerung der Luminanzdaten Y**, die durch Addition der Farbdaten DG** für grün mit der Rate 2 fs und der Farbdaten DR** für rot erhalten werden, die ihrerseits durch Interpolieren der Farbdaten DG* und DR* für grün und rot mit der Rate fs, die die Phasendifferenz 1/(2 fs) aufweisen, wie in Fig. 10 dargestellt, erhalten werden, an einer Position PGPY in Fig. 10, wohingegen das Zentrum der Gruppenverzögerung des Horizontaldetailsignals IEH**, das durch Differenzierung nullter Ordnung des Signals D(G+R)** mit der Taktrate 2 fs erhalten wird, wie es durch Addition gleicher Werte der Farbdaten DG* und DR* für grün und rot mit der Rate fs nach Multiplexbildung mit der Taktrate 2 fs erhalten wird, mit dem Zentrum PGPY der Gruppenverzögerung der Luminanzdaten Y** übereinstimmt, wie es bei PGPIEH in Fig. 10 dargestellt ist, so dass der Signalverlauf der hinsichtlich der Horizontalkontur kompensierten Luminanzdaten YIEH**, wie durch Kombinieren der Luminanzdaten Y** mit dem Horizontaldetailsignal IEH** erhalten, punktsymmetrisch hinsichtlich der Phase des Zentrums der Gruppenverzögerung ist.
Wenn in den Interpolationseinrichtungen 13R, 13G und 13B Interpolation ungerader Ordnung (erster Ordnung) ausgeführt wird und im Detailsignalgenerator 11 Differenzierung ungerader Ordnung (erster Ordnung) ausgeführt wird, liegt das Zentrum der Gruppenverzögerung der Luminanzdaten Y**, die durch Addieren der Farbdaten DG**, DR** für grün und rot mit der Rate 2 fs erhalten werden, die ihrerseits durch Interpolation erster Ordnung der Farbdaten DG* und DR* für grün und rot mit der Rate fs erhalten werden, die eine gegenseitige Phasendifferenz von 1/(2 fs) aufweisen, wie in Fig. 11 dargestellt, an der in Fig. 11 dargestellten Position PGPY, wohingegen das Zentrum der Gruppenverzögerung des Horizontaldetailsignals IEH**, das durch Differenzierung erster Ordnung des Signals D(G+R)** der Rate 2 fs erhalten wird, das seinerseits durch Summieren gleicher Werte der Farbdaten DG* und DR* für grün und rot mit der Rate 2 fs nach Multiplexbildung mit der Taktrate 2 fs erhalten wird, mit dem Zentrum der Gruppenverzögerung PPGY für die Luminanzdaten Y** überein, wie bei PGPIEH in Fig. 11 dargestellt. So haben die hinsichtlich der Horizontalkontur kompensierten Luminanzdaten YIEH**, die bei Addition der Luminanzdaten Y** zum Horizontaldetailsignal IEH** erhalten werden, einen Signalverlauf, der hinsichtlich der Phase den Zentrums der oben angegebenen Gruppenverzögerung punktsymmetrisch ist.
Gemäß Fig. 12, die einen konkreten Aufbau des Detailsignalgenerators 11 zeigt, dieser Generator 11 aus einer ersten Verzögerungsschaltung 21, in die die Farbdaten DG* für grün als Eingangsdaten GIN vom A/D-Umsetzer 6G eingegeben werden, und einer zweiten Verzögerungsschaltung 22, in die die Farbdaten DR* für rot als Eingangsdaten RIN vom A/D-Umsetzer 6R eingegeben werden.
Die erste Verzögerungsschaltung 21 besteht aus einer Reihenschaltung zweier 1H-Verzögerungsschaltungen 21a, 21b, die für eine Zeitverzögerung sorgen, die einer Horizontalabrasterperiode 1H in bezug auf das Eingangssignal entspricht, was mittels einer Signalverzögerungseinrichtung wie eines D- Flipflops oder eines Speichers erfolgt. Diese erste Verzögerungsschaltung 21 überträgt ein 0H-Verzögerungsausgangssignal GIN, ein 1H-Verzögerungsausgangssignal GLHDL und ein 2H-Verzögerungsausgangssignal G2HDL für die Farbeingangsdaten GN für grün vom A/D-Umsetzer 6G an ein erstes Kammfilter 23, während sie das 1H-Verzögerungssignal mittels der Verzögerungsschaltung 12G von Fig. 5 an die Interpolationseinrichtung 13 liefert.
Auf ähnliche Weise besteht die zweite Verzögerungsschaltung 22 aus einer Reihenschaltung zweiter 1H-Verzögerungsschaltungen 22a, 22b, die für eine Zeitverzögerung entsprechend einer Horizontalabtastperiode 18 in bezug auf das Eingangssignal sorgen, was mittels einer digitalen Verzögerungseinrichtung wie eines D-Flipflops oder eines Speichers erfolgt. Diese zweite Verzögerungsschaltung 22 überträgt ein 0H-Verzögerungsausgangssignal RIN, ein 1H-Verzögerungsausgangssignal RHDL und ein 2H-Verzögerungsausgangssignal R2HDL für die Farbeingangsdaten RIN für rot vom A/D-Umsetzer 6R an ein Kammfilter 24, während sie das 1H-Verzögerungsausgangssignal mittels der Verzögerungsschaltung 12R an die Interpolationseinrichtung 13R liefert.
Das erste Kammfilter 23, das mit den Eingangsdaten GIn für grün versorgt wird, die ihrerseits vom A/D-Umsetzer 6G an die erste Verzögerungsschaltung 21 geliefert werden, liefert wie folgt gegebene Ausgangssignale GH, GV und DG
GH = (ω&supmin;¹ / 4) {2 + (ω&supmin;¹ + ω) GIN} (3)
GV = (ω&supmin;¹ / 4) {2 - (ω&supmin;¹ + ω) GIN} (4)
DG = ω&supmin;¹ GIN (5),
auf Grundlage der drei oben angegebenen Verzögerungsausgangssignale GIN, G1HDL und G2HDL an einen Mischer 25.
Andererseits liefert das zweite Kammfilter 24, das mit Farbeingangsdaten RIN für rot versorgt wird, die ihrerseits vom A/D-Umsetzer 6R an die zweite Verzögerungsschaltung 22 geliefert werden, wie folgt gegebene Filterausgangssignale RH, RV und DR
RH = (ω&supmin;¹ / 4) {2 + (ω&supmin;¹ + ω) RIN} (6)
oder
RH = ω&supmin;¹ RIN (7)
RH = (ω&supmin;¹ / 4) {2 - (ω&supmin;¹ + ω) RIN} (8),
an den Mischer 25, was auf Grundlage der oben angegebenen drei Verzögerungsausgangssignale RIN, RIHDL und R2HDL von der zweiten Verzögerungsschaltung 22 erfolgt.
Der mit den Filterausgangssignalen GH, GV und DG vom ersten Kammfilter 23 und mit den Filterausgangssignalen RH, RV und DR vom zweiten Kammfilter 24 versorgte Mischer 25 gibt kombinierte Ausgangssignale IEH', IEV' und LEV aus, die wie folgt gegeben sind:
IEH' = GH + RH (12)
IEV' = GV + α RV (α = 0, 1/4, 1/2, 1) (13)
LEV = GH + β RH (14).
Das kombinierte Ausgangssignal IEH' vom Mischer 25 wird als Horizontaldetailsignal mit der Rate 2 fs an die erste digitale Filterschaltung 26 geliefert, wobei dieses Signal durch Summieren gleicher Werte der Filterausgangssignale GH vom ersten Kammfilter 23 und der Filterausgangssignale RH vom zweiten Filter 24 nach Multiplexbildung mit der Taktrate 2 fs erhalten wurde.
Bei der oben beschriebenen Farbfernsehkamera, bei der der Bildaufnahmeabschnitt gemäß dem Raumversatzprinzip aufgebaut ist, werden das Filterausgangssignal GH vom ersten Kammfilter 23 und das Filterausgangssignal RH vom zweiten Kammfilter 24 im Mischer 25 des Detailsignalgenerators 11 mit gleichen Werten addiert, wobei dieser Generator mit den Farbdaten DG* und DR* für rot und grün von den A/D-Umsetzern 6R und 6G versorgt wird, wodurch die Trägerkomponenten erster Ordnung ausgelöscht werden und ein breitbandiges Horizontaldetailsignal IEH' erzeugt werden kann, das frei von Verzerrungen auf Grund von Aliasingeffekten ist.
Andererseits wird das oben angegebene kombinierte Signal IEV', das durch Addieren des Filterausgangssignals GV vom ersten Kammfilter 23 zum Filterausgangssignal RV des zweiten Kammfilters 24 im Mischer 25 mit dem Verhältnis 1 : α erhalten wird, als Vertikaldetailsignal an eine zweite digitale Filterschaltung 27 geliefert.
Das oben angegebene kombinierte Ausgangssignal LEV, das durch Addieren des Filterausgangssignals GH oder DG vom ersten Kammfilter 23 zum Filterausgangssignal RH oder DR vom zweiten Kammfilter 24 im Mischer 25 mit dem Verhältnis 1 : β erhalten wird, wird als Pegelsignal an einen pegelabhängigen Signalgenerator 28 geliefert.
Die oben angegebene erste digitale Filterschaltung 26, die mit dem oben angegebenen kombinierten Ausgangssignal IEH' von der Mischerschaltung 25 als Horizontaldetailsignal mit der Rate 2 fs versorgt wird, verfügt über eine Umgehungsfiltercharakteristik mit mindestens einem oder mehr geraden Nullpunkten bei fs, und sie erzeugt ein Horizontaldetailsignal mit der Rate 2 fs.
Das erste digitale Filter 26, zu dem eine Ersatzblockkonstruktion in Fig. 13 dargestellt ist, besteht aus folgendem: einem ersten Filterblock 41, der durch eine Übertragungsfunktion H&sub1;(z) (16) repräsentiert ist:
H&sub1;(z) = (1 / 4) (-z&supmin;&sup4; + 2z&supmin;² - 1) (16),
einem zweiten Filterblock 42, der durch eine Übertragungsfunktion H&sub2;(z) (17) repräsentiert ist:
H&sub2;(z) = (1 / 4) (-z&supmin;² + 2z&supmin;¹ - 1) (17),
einem dritten Filterblock 43, der durch eine Übertragungsfunktion H&sub3;(z) (18) repräsentiert ist:
H&sub3;(z) = (1 / 4) (-z&supmin;² + 2z&supmin;² - 1) (18),
einem vierten Filterblock, der durch eine Übertragungsfunktion H&sub4;(z) (19) repräsentiert ist:
H&sub4;(z) = (1 / 4)(-z&supmin;&sup4; + 2z&supmin;² - 1) (19),
Koeffizientenschaltungen 45 bis 48, die Gewichtungskoeffizienten ap, β&sub1;, β&sub2; und β&sub3; liefern; und eine Summierschaltung 49, die die Ausgangssignale der Koeffizientenschaltungen 45 bis 48 addiert.
Die erste digitale Filterschaltung 26 arbeitet mit einer Verarbeitungsrate 2 fs, damit sich eine Filtercharakteristik, wie sie in Fig. 14 dargestellt ist, für das kombinierte Ausgangssignal IEH' des Mischers 25 ergibt, um Filterausgangssignale IEH und AP zu erzeugen, die wie folgt gegeben sind:
Es wird darauf hingewiesen, dass das kombinierte Ausgangssignal aus dem Mischer 25 eine Kombination aus dem Filterausgangssignal GH des ersten Kammfilters 23 und dem Filterausgangssignal RH des zweiten Kammfilters 24 ist, und dass es durch die Kammfilter 23 und 24 in vertikaler Richtung in einem zweidimensionalen Frequenzraum, wie in Fig. 15 dargestellt ist, Band begrenzt wird. Das Horizontaldetailsignal IEH, das durch Wandbegrenzung des kombinielten Ausgangssignals IEH in horizontaler Richtung mittels der ersten digitalen Filterschaltung 26 erhalten wird, die eine Umgehungsfiltercharakteristik mit mindestens zwei Nullpunkten bei fs in der Nähe der Farbunterträgerfrequenz fsc des zusammengesetzten Farbbildsignals aufweist, enthält nur einen kleinen Anteil überflüssiger Leckkomponenten im Bereich der Farbunterträgerfrequenz SC (fsc, 1/4) im in Fig. 15 dargestellten zweidimensionalen Frequenzraum, und es kann einer Horizontalkontur-Hervorhebungsoperation für hohe Qualität ohne Farb-Kreuzwechselwirkungen unterzogen werden.
Das Filterausgangssignal IEH des ersten digitalen Filters 26 wird als Horizontaldetailsignal an die Summierschaltung 29 geliefert, während das Filterausgangssignal AP über eine erste Kernschaltung 30, die eine nichtlineare Operation ausführt, an die Summierschaltung 34 geliefert wird.
Das zweite digitale Filter 27, für das ein Ersatzblockdiagramm in Fig. 16 angegeben ist, besteht aus folgendem: einem ersten Filterblock 51 mit der Übertragungsfunktion H&sub1;(z) (22)
H&sub1;(z) = (1 / 4)(z&supmin;&sup8; + 2z&supmin;&sup4; - 1) (22)
für das Vertikaldetailsignal IEV' vom Mischer 25, einem ersten Umschaltblock 52 zum Auswählen des Filterausgangssignals des ersten Filterblocks 51 oder des Vertikaldetailsignals IEV' zum Umschalten der Filtercharakteristik, einem zweiten Filterblock 53 mit der Übertragungsfunktion H&sub2;(z) (23)
H&sub2;(z) = (1 / 4) (z&supmin;&sup4; + 2z&supmin;² - 1) (23)
für das erste Auswahlausgangssignal des ersten Umschaltblocks 52, einem zweiten Umschaltblock 54 zum Auswählen des Filterausgangssignals des zweiten Filterblocks 53 oder des ersten Auswahlausgangssignals zum Umschalten der Filtercharakteristik, einer Koeffizientenschaltung 55 zum Multiplizieren des zweiten Auswahlausgangssignals vom zweiten Umschaltblock 54 mit einem Gewichtungskoeffizient α, und einem dritten Filterblock 56 mit der Übertragungsfunktion H&sub3;(z) (24)
H&sub3;(z) = (1 / 2) (1 + z&supmin;²) (24)
für das Ausgangssignal der Keeffizientenschaltung 55.
Die zweite digitale Filterschaltung 27 arbeitet mit der Verarbeitungsrate fs für das Vertikaldetailsignal IEV' mit der Rate fs, und es ist mittels der Kammfilter 23, 24 mit der Filtercharakteristik H(z) (25)
H(z) = (1 / 4)((z&supmin;&sup8; + 2z&supmin;&sup4; - 1)) (25)
versehen, um für eine Filtercharakteristik H&sub1;(z) mit einem Nullpunkt bei fsc zu sorgen, wie mit gestrichelter Linie dargestellt, und für eine Filtercharakteristik H&sub2;(z) mit einem Nullpunkt bei 2 fsc zu sorgen, wie durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 17 dargestellt, um ein Vertikaldetailsignal IEV mit der Übertragungsfunktion H&sub0;(z) (26)
H&sub0;(z) (1 / 64) (z + 2z&supmin;&sup4; + 1) x(z&supmin;&sup4; + 2z&supmin;² + 1) x(z&supmin;² + 2z&supmin;¹ + 1) (26)
zu erzeugen, wie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 17 dargestellt, wobei dieses Vertikaldetailsignal an die Summierschaltung 29 geliefert wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Vertikalsignal IEV' aus dem Filterausgangssignal GV des ersten Kammfilters 23 und dem Filterausgangssignal RV des zweiten Kammfilters 24 kombiniert wird und es durch diese Kammfilter 23, 24 in vertikaler Richtung im zweidimensionalen Frequenzraum von Fig. 15 bandbegrenzt wird. Das durch Bandbegrenzung in horizontaler Richtung durch die zweite digitale Filterschaltung 27 mit zwei oder mehr Nullpunkten in der Nähe der Farbunterträgerfrequenz fsc des zusammengesetzten Farbbildsignals erhaltene Vertikaldetailsignal IEV enthält nur einen kleinen Anteil überflüssiger Leckkomponenten im Bereich der Farbunterträgerfrequenz SC (fsc 1/4) im zweidimensionalen Frequenzraum von Fig. 15, und es kann ohne Farb-Kreuzwechselwirkung einer Vertikalkontur-Hervorhebungsoperation für hohe Qualität unterworden werden.
Fig. 18 zeigt, als Ersatzblockdiagramm, ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der zweiten digitalen Filterschaltung 27. Die vorliegende digitale Filterschaltung besteht aus folgendem: einem ersten Filterblock 61 mit der Übertragungsfunktion H&sub1;(z) (27)
H&sub1;(z) = (1 / 4)(z&supmin;&sup8; + 2z&supmin;&sup4; + 1) (27)
für das Vertikaldetailsignal IEV' vom Mischer 25, einem zweiten Filterblock 62 mit der Übertragungsfunktion H&sub2;(z) (28)
H&sub2;(z) = (1 / 4) (z&supmin;&sup4; + 2z&supmin;² + 1) (28)
für das Filterausgangssignal des ersten Filterblocks 61, einem dritten Filterblock 63 mit der Übertragungsfunktion H&sub3;(z) (29)
H&sub3;(z) = (1 / 4)(z&supmin;&sup8; + 2z&supmin;&sup4; + 1) (29)
für das Vertikaldetailsignal IEV' vom Mischer 25, einer ersten Verstärkungseinstellschaltung 63 zum Einstellen des Signalpegels des Filterausgangssignals, für das die Übertragungsfunktion H&sub1;(z) H&sub2;(z) mittels des ersten und zweiten Filterblocks 61, 62 besteht, einer zweiten Verstärkungseinstellschaltung 65 zum Einstellen des Signalpegels des Filterausgangssignals, für das mittels des dritten Filterblocks 63 die Übertragungsfunktion H&sub3;(z) besteht und einer Summierschaltung 66 zum Addieren der im Pegel eingestellten Filterausgangssignale der Verstärkungseinstellschaltungen 64, 65.
Der erste Filterblock 61 zum Liefern der Übertragungsfunktion H&sub1;(z) besteht aus zwei Verzögerungseinrichtungen 71 mit der Verzögerung 2τ*, wobei τ* die Einheitsverzögerung für die Verarbeitungsrate fs ist, und zwei Summierschaltungen 73, 74, wie in Fig. 19A dargestellt. Der dritte Filterblock 63, der für die oben angegebene Übertragungsfunktion H&sub3;(z) sorgt, besteht aus zwei Verzögerungseinrichtungen 165 mit der Verzögerung 2τ*, wobei τ* die Einheitsverzögerung für die Verarbeitungsrate fs ist, und zwei Summierschaltungen 77, 78, wie in Fig. 19B dargestellt. So können der erste Filterblock 61 und der dritte Filterblock 63 die Verzögerungseinrichtungen 71, 72, 75, 76 und eine der Summierschaltungen 73, 77 gemeinsam aufweisen, wie es in Fig. 19C dargestellt ist.
Die zweite digitale Filterschaltung 27 gemäß der vorliegenden Modifizierung bearbeitet das Vertikaldetailsignal IEV' vom Mischer 25 mit der Verarbeitungsrate fs, um das Vertikaldetailsignal IEV zu erzeugen, das überlagerte Farbüberkreuzungs-Unterdrückungssignale enthält, die Farb-Kreuzwechselwirkungskomponenten im Bereich der Farbunterträgerfrequenz SC (fsc 1/4) im in Fig. 15 dargestellten zweidimensionalen Raum unterdrücken.
Das heißt, dass der erste und der zweite Filterblock 61, 62 in der zweiten digitalen Filterschaltung 27 für die Filtercharakteristik H&sub1;(z) sorgen, die bei fsc einen Nullpunkt aufweist, wie mit gestrichelter Linie in Fig. 17 dargestellt, und bei 2 fsc einen Nullpunkt aufweist, wie mit strichpunktierter Linie in Fig. 17 dargestellt, wobei diese Filtercharakteristik für das Vertikaldetailsignal IEV' mit der Rate fs gilt, wobei durch die oben angegebenen Kammfilter 23 und 24 die wie folgt gegebene Filtercharakteristik H(z)
H(z) = (1 / 4) (z&supmin;² + 2z&supmin;¹ + 1) (30)
gebildet ist, um ein Vertikaldetailsignal IEV mit der Übertragungsfunktion H&sub0;(z)
H&sub0;(z) = (1 / 64) (z&supmin;&sup8; + 2z&supmin;&sup4; + 1) x(z&supmin;&sup4; + 2z&supmin;² + 1) x(z&supmin;² + 2z&supmin;¹ + 1) (31)
zu erzeugen, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 17 dargestellt. Das heißt, dass der erste und zweite Filterblock 61, 62 mittels der Doppelfiltercharakteristik mit zwei oder mehr Nullpunkten in der Nähe der Farbunterträgerfrequenz fsc des zusammengesetzten Farbvideosignals das in horizontaler Richtung bandbegrenzte Vertikaldetailsignale IEV erzeugen. Dieses Vertikaldetailsignal IEV enthält nur einen extrem kleinen Anteil schädlicher Leckkomponenten in den Bereich der Farbunterträgerfrequenz SC (fsc, 1/4) hinein, wie in Fig. 20D dargestellt, die das Ansprechverhalten im Schnittbereich der horizontalen Linie im Bereich der Farbunterträgerfrequenz SC (fsc, 1/4) im zweidimensionalen Frequenzraum von Fig. 15 zeigt. Indessen ist das Vertikaldetailsignal IEV' die Summe aus dem Filterausgangssignal GV des ersten Kammfilters 23 und dem Filterausgangssignal RV des zweiten Kammfilters 24, und es ist durch die oben angegebenen Kammfilter 23 und 24 in vertikaler Richtung im zweidimensionalen Frequenzraum von Fig. 15 bandbegrenzt. Auch sorgt der dritte Filterblock 63 für die oben angegebene Übertragungsfunktion H&sub3;(z) hinsichtlich des Vertikaldetailsignals IEV' vom Mischer 25, um Farbüberkreuzungs-Unterdrückungssignale mit negativem Ansprechverhalten in der Nähe der Farbunterträgerfrequenz fsc des zusammengesetzten Farbvideosignals zu erzeugen, wie in Fig. 20C dargestellt. Die Summierschaltung 26 überträgt das Vertikaldetailsignal IEV mit dem ihm überlagerten Farbüberkreuzungs-Unterdrückungssignal an die Summierschaltung 29.
Das Vertikaldetailsignal IEV, dem das Farbüberkreuzungs-Unterdrückungssignal überlagert ist, wird zum Signal in der Hauptleitung addiert, um die Grundbandkomponente hervorzuheben und den Signalpegel im Bereich der Farbunterträgerfrequenz SC (fsc 1/4) im zweidimensionalen Raum von Fig. 15 zu unterdrücken, wie es in Fig. 20D dargestellt ist, um eine Hervorhebung der Vertikalkontur mit hoher Qualität ohne begleitende Farb-Kreuzwechselwirkungen auszuführen.
Indessen ist es nicht immer erforderlich, das Farbüberkreuzungs-Unterdrückungssignal innerhalb der digitalen Filterschaltung 27 dem Vertikaldetailsignal IEV zu überlagern, sondern das Farbüberkreuzungs-Unterdrückungssignal kann in der Ausgangsstufe des Detailsignalgenerators 11 erzeugt werden.
Die Summierschaltung 29 arbeitet mit einer Abtastfrequenz von 2 fs, um das Horizontaldetailsignal IEH mit der Taktrate 2 fs von der ersten digitalen Filterschaltung 26 und das Vertikaldetailsignal IEV mit der Taktrate fs von der zweiten digitalen Filterschaltung 27 zu addieren. Das Summenausgangssignal mit der Taktrate 2 fs von der Summierschaltung 29 wird mittels einer zweiten Kernschaltung 31, die zum Ausführen einer nichtlinearen Verarbeitungsoperation ausgebildet ist, an eine Multiplizierschaltung 32 geliefert.
Der pegelabhängige Signalgenerator 28, an den das kombinierte Ausgangssignal LEV des Mischers 25 als Pegelsignal geliefert wird, erzeugt als Funktion des Pegelsignals LEV ein pegelabhängiges Signal LD, und er überträgt das pegelabhängige Signal mittels einer Multiplizierschaltung 33, die so ausgebildet ist, dass sie das pegelabhängige Signal LD mit einem Gewichtungskoeffizient multipliziert, an die Multiplizierschaltung 32.
Die Multiplizierschaltung 32 multipliziert das Summenausgangssignal von der Schaltung 29, das in der zweiten Kernschaltung 31 der nichtlinearen Verarbeitungsoperation unterworfen wurde, mit dem pegelabhängigen Signal LD, das in der Multiplizierschaltung 33 mit dem Gewichtungskoeffizient multipliziert wurde, und sie überträgt das Multiplikationsausgangssignal an die Summierschaltung 34.
Die Summierschaltung 34 summiert das Filterausgangssignal AP von der ersten digitalen Filterschaltung 25, das zuvor der nichtlinearen Verarbeitung in der ersten Kernschaltung 30 unterworfen wurde, zum Multiplikationsausgangssignal der Multiplizierschaltung 32, und sie gibt das Summenausgangssignal als Detailsignal DIE** mit der Taktrate 2 fs aus.
Die Summierschaltungen 14R, 14G und 14B, an die das Detailsignal DIE** mit dem Takt 2 fs vom oben beschriebenen Detailsignalgenerator 11 geliefert wird, summieren das Detailsignal DIE** mit der Taktrate 2 fs zu dem drei Farbdaten DR**, DG** und DB** von den Interpolationsrichtungen 13R, 13G und 13B, um einen Hervorhebungsoperation auszuführen. Die Summierschaltungen 14R, 14G und 14B übertragen die hinsichtlich des Bilds hervorgehobenen drei Farbdaten DR**, DG** und DB** an die Gammakompensationsschaltungen 15R, 15G und 15B.
Die zweite Kernschaltung 31 führt für das Summenausgangssignal des Horizontaldetailsignals IEH aus der Summierschaltung 29 und des Vertikaldetailsignals IEV eine nichtlineare Arithmetikoperation aus, bei der Kompressionseigenschaften für die positive und negative Seite unabhängig voneinander in bezug auf einen vorbestimmten Pegel eingestellt werden können, und sie ist so aufgebaut, wie es beispielhaft in Fig. 21 dargestellt ist.
In dieser Figur wird ein Signalpegeldatenwert x als Summenausgangssignal aus dem Horizontaldatensignal IEH und dem Vertikaldetailsignal IEV von der Summierschaltung 29 an einen Dateneingangsanschluss 110 geliefert. Steuerdaten, die die Funktionscharakteristik der zweiten Kernschaltung 31 einstellen, werden an einen zweiten Dateneingangsanschluss 120 geliefert.
Der Signalpegeldatenwert x wird direkt vom ersten Dateneingangsanschluss 110 an eine Datenauswähleinrichtung 111 geliefert, während er über eine 1/2-Multiplizierschaltung 112 und eine 1/4-Multiplizierschaltung 113 an die Datenauswähleinrichtung 1 angelegt wird.
Als vierter Eingangsdatenwert wird an die Datenauswähleinrichtung 111 der Datenwert null (0) angelegt. Die Datenauswähleinrichtung 111 reagiert auf einen 2-Bit-Steuerdatenwert von einem Decodierer 134, wie später beschrieben, um einen der Eingangsdatenwerte, d.h. den Signalpegeldatenwert x, den Ausgangsdatenwert x/2 aus der 1/2-Multiplizierschaltung 112, den Ausgangsdatenwert x/4 aus der 1/4-Multiplizierschaltung 113 oder den Datenwert null (0) auszuwählen, und sie überträgt den ausgewählten Ausgangsdatenwert mittels einer Latchschaltung 114 an eine Summierschaltung 115.
Die Summierschaltung 115 addiert Koeffizientendaten von einer Datenauswähleinrichtung 123, wie später beschrieben, zu ausgewählten Ausgangsdaten der Datenauswähleinrichtung 111, wie von der Latchschaltung 114 angelegt, um die Summenausgangsdaten über eine Latchschaltung 116 in Form komprimierter Ausgangsdaten (y) an einen Datenausgangsanschluss 117 zu übertragen.
An die erste bis vierte Datenauswähleinrichtung 126, 127, 128 und 129 sowie an den Decodierer 134 wird ein Vorzeichendatenwert (s) für den an den ersten Dateneingangsanschluss 110 angelegten Signalpegeldatenwert (x) angelegt. Der Signalpegeldatenwert (x) wird auch an einen ersten bis vierten Datenkomparator 130, 131, 132 und 133 geliefert.
An den zweiten Dateneingangsanschluss 120 gelieferte Steuerdaten werden in ein Register 121 eingespeichert und dann an einen Codierer 122 gegeben, während sie auch über die erste bis vierte Datenauswähleinrichtung 126 bis 129 an den ersten bis vierten Datenkomparator 130 bis 133 gegeben werden.
Die im Register 121 abgespeicherten Steuerdaten haben die Steuerwerte +A, +B, +C, +D, -E und -F, die mittels der folgenden Gleichung miteinander in Beziehung stehen:
entsprechend den Signalpegeln an den Knickpunkten in der Betriebscharakteristik in Form geknickter Linien, wie in Fig. 22 dargestellt.
Der Codierer 122 erzeugt auf Grundlage der Steuerwerte +A, +B, +C, +D, -E und -F, wie durch die Steuerdaten repräsentiert, Koeffizientendaten (-a), (b), (-c), (d) und (e), wie durch die Formeln (32) bis (35) dargestellt:
-a = (1 / 2)A (32)
b = (1 / 2){C - (A + B)} (33)
-c = (1 / 2) (A + B) (34)
d = (1 / 4){2C + D - 2(A + B)} (35),
um diese Koeffizientendaten an die Datenauswähleinrichtung 123 zu übertragen.
Die Datenauswähleinrichtung 123 wird auch mit dem Datenwert null (0) versorgt. Die Datenauswähleinrichtung reagiert auf Steuerdaten, wie sie über die Latchschaltung 135 vom Decodierer 134 geliefert werden, um einen der Eingangsdatenwerte auszuwählen, d.h. einen der Koeffizientendatenwerte (-a), (b) oder (-c) oder den Datenwert null (0), um den ausgewählten Datenwert an die Summierschaltung 115 zu übertragen. Die erste bis vierte Datenauswähleinrichtung 126, 127, 128 und 129 arbeiten so, dass sie einen der Steuerwerte (+A), (+B), (+C), (+D), (-E) oder (-F), wie durch die im Register 121 abgespeicherten Steuerdaten repräsentiert, als Funktion der Vorzeichendaten s in den Signalpegeldaten (x), wie vom ersten Dateneingangsanschluss 110 auf die folgende Weise auszuwählen.
Das heißt, dass die erste Datenauswähleinrichtung 126 selektiv den Steuerdatenwert (+A), wie durch die Steuerdaten repräsentiert, oder den Steuerwert (-A), wie durch Multiplizieren des Steuerwerts (+A) mit dem Koeffizient (-1) in einer (-1)-Multiplizierschaltung 124, mit Umkehrung der Signalpolarität erhalten, an den ersten Datenkomparator 130. So wählt die Datenauswähleinrichtung 126 den Steuerwert (+A) oder (-A) aus, wenn der Signalpegeldatenwert (x) positiv bzw. negativ ist. Die zweite Datenauswähleinrichtung 127 überträgt wahlweise den durch den oben angegebenen Steuerdatenwert angegebenen Steuerwert (+B) oder den durch Multiplizieren des Steuerwerts (+B) mit dem Koeffizient (-1) in einer (-1)-Multiplizierschaltung 125, mit Umkehrung der Signalpolarität, erhaltenen Steuerwert (-B) an den zweiten Datenkomparator 131. So wählt die Datenauswähleinrichtung 127 den Steuerwert (+B) oder (-B) aus, wenn der Signalpegel-Datenwert (x) positiv bzw. negativ ist. Die dritte Datenauswähleinrichtung 128 überträgt wahlweise den durch den obigen Steuerdatenwert angegebenen Steuerwert (-C) oder (-F) an den dritten Datenkomparator 132 und wählt den Steuerwert (+C) oder (-E) aus, wenn der Signalpegel-Datenwert (x) positiv bzw. negativ ist. Schließlich überträgt die vierte Datenauswähleinrichtung 129 wahlweise den Steuerwert (+D) oder (-F), wie durch die obigen Steuerdaten angegeben, an den vierten Datenkomparator 133. So wählt die Datenauswähleinrichtung 129 den Steuerwert (+B) oder (-F) aus, wenn der Signalpegel-Datenwert (x) positiv bzw. negativ ist.
Der erste bis vierte Datenkomparator 130 bis 133 vergleichen den Signalpegel-Datenwert (x) vom ersten Dateneingangsanschluss 110 mit den Steuerwerten (+A), (-A), (+B), (-B), (+C), (-E), (+D) und (-F), wie von der ersten bis vierten Datenauswähleinrichtung 126 bis 129 ausgewählt, um die folgenden Vergleichsausgangssignale an den Decodierer 134 zu übertragen.
Das heißt, dass der erste Datenkomparator 130 den Signalpegel-Datenwert (x) mit den von der ersten Datenauswähleinrichtung 126 ausgewählten Steuerwerten (+A) und (-A) vergleicht, um an den Decodierer 134 ein Vergleichsausgangssignal D&sub1; zu übertragen, das auf niedrig und hoch geht, wenn der Signalpegel-Datenwert (x) innerhalb bzw. außerhalb des Bereichs von (+A) bis (-A) liegt. Der zweite Datenkomparator 131 vergleicht den Signalpegel-Datenwert (x) mit den von der zweiten Datenauswähleinrichtung 127 ausgewählten Steuerwerten (+B) und (-B), und er überträgt ein Vergleichsausgangssignal (D&sub2;) an den Decodierer 134, das auf niedrig und hoch geht, wenn der Signalpegel-Datenwert (x) innerhalb bzw. außerhalb des Bereichs von (+B) bis (-B) liegt. Der dritte Datenkomparator 132 vergleicht den Signalpegel- Datenwert (x) mit den von der dritten Datenauswähleinrichtung 137 ausgewählten Steuerwerten (+C) und (-E), um an den Decodierer 134 ein Vergleichsausgangssignal (D&sub3;) zu übertragen, das auf niedrig und hoch geht, wenn der Signalpegel-Datenwert (x) innerhalb bzw. außerhalb des Bereichs der Steuerwerte (+C) bis (-E) liegt. Der vierte Datenkomparator 133 vergleicht den Signalpegel-Datenwert (x) mit den von der vierten Datenauswähleinrichtung 128 ausgewählten Steuerwerten (+D) und (-F), um an den Decodierer 134 ein Vergleichsausgangssignal (D&sub4;) zu übertragen, das auf niedrig und hoch geht, wenn der Signalpegel-Datenwert (x) innerhalb bzw. außerhalb des Bereichs der Steuerwerte (+D) bis (-F) liegt.
Der Decodierer 134 decodiert den Vorzeichendatenwert (5) des Signalpegel- Datenwerts (X) sowie die Vergleichsausgangsdaten (D&sub1;), (D&sub2;), (D&sub3;) und (D&sub4;) vom ersten bis vierten Datenkomparator 130 bis 133, um einen Steuerdatenwert (DA) für die Datenauswähleinrichtung 133 und einen Steuerdatenwert (DB) für die Datenauswähleinrichtung 123 zu erzeugen, um Daten zu spezifizieren, wie sie von den Datenauswähleinrichtungen 111, 123 ausgewählt werden, wie es in der Tabelle 1 dargestellt ist. Tabelle 1: Tabelle, die die Decodiererfunktion veranschaulicht
Die Summierschaltung 115, die mit den in den Datenauswähleinrichtungen 113, 123 als Funktion der Steuerdaten DA und DB vom Decodierer 134 ausgewählten Daten versorgt wird, addiert den von der Datenauswähleinrichtung 113 über die Latchschaltung 114 gelieferten, ausgewählten Ausgangsdatenwert zum Koeffizientendatenwert von der Datenauswähleinrichtung 123, um, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, für den Bereich x > +D einen Ausgangsdatenwert (y) (37) wie folgt auszugeben:
y = x / 4 - d (37);
für den Bereich +D ≥ x > +C einen Ausgangsdatenwert (y) (38) wie folgt auszugeben:
y = x / 2 - b (38);
für den Bereich +D ≥ x > +B einen Ausgangsdatenwert (y) (39) wie folgt auszugeben:
y = x - c (39);
für den Bereich +B ≥ x > +A einen Ausgangsdatenwert (y) (40) wie folgt auszugeben:
y = x / 2 - a (40);
für den Bereich +A ≥ x > -A einen Ausgangsdatenwert (y) (41) wie folgt auszugeben;
y = 0 (41);
für den Bereich -A ≥ x > -B einen Ausgangsdatenwert (y) (42) wie folgt auszugeben:
y = x / 2 - a (42);
für den Bereich -B ≥ x > -E einen Ausgangsdatenwert (y) (43) wie folgt auszugeben:
y = x + c (43);
für den Bereich -E ≥ x > -F einen Ausgangsdatenwert (y) (44) wie folgt auszugeben:
y = x / 2 - a (44);
und für den Bereich -E ≥ x > -F einen Ausgangsdatenwert (y) (45) wie folgt auszugeben:
y = x / 4 - e (45).
Das heißt, das die zweite Kernschaltung 31 eine nichtlineare Kompressionsoperation ausführt, die für die positive und negative Seite lediglich hinsichlich der Polarität im Bereich +B ≥ x > -B variiert, während sie eine nichtlineare Kompressionsoperation ausführt, die für die positive und negative Seite hinsichtlich der Kompressionscharakterstik außerhalb des Bereichs +B ≥ x > -B variiert, mit einer Abschneideoperation, bei der y außerhalb des Bereichs +A ≥ x > -A auf null (y = 0) gesetzt wird.
Die Eigenschaften der nichtlinearen Kompressionsoperation der zweiten Kernschaltung 31, wie in Fig. 22 dargestellt, besteht darin, die Steuerwerte (+A), )+B), (+C), (+D), (-E) und (-F) zu modifizieren, wie sie durch die an das Register 121 gelieferten Steuerdaten dargestellt sind, um die Position der Knickpunkte so zu modifizieren, dass die Bereiche mit verschiedenen Steigungen wahlweise und unabhängig eingestellt werden.
Die zweite Kernschaltung 31 zum wahlfreien und unabhängigen Einstellen der Bereiche mit den verschiedenen Steigungen kann so realisiert sein, wie es in Fig. 23 dargestellt ist.
Gemäß Fig. 23, die eine alternative Anordnung der zweiten Kernschaltung 31 zeigt, wird ein Signalpegel-Datenwert (x) entsprechend dem Summierungsausgangssignal aus dem Vertikaldetailsignal IEV und dem Horizontaldetailsignal IEH aus der Summierschaltung 29 einem ersten Dateneingangsanschluss 211 zugeführt. Steuerdaten (ca), (cb), (cc), (cd), (ce) und (cf), die die Schnittpunkte der Charakteristiklinien (A), (A'), (B), (B'), (C), (D), (E) und (F), die die Funktionseigenschaften der zweiten Kernschaltung 31 bestimmen, mit der Y-Achse angeben, werden an einen zweiten bis siebten Dateneingangsanschluss 212, 213, 214, 215, 216 bzw. 217 übertragen.
Der Signalpegel-Datenwert x wird vom ersten Dateneingangsanschluss 211 an eine erste 1/2-Multiplizierschaltung 218 geliefert, während der zugehörige Vorzeichendatenwert s als Auswählsteuersignal an eine erste bis vierte Datenauswähleinrichtung 221, 222, 223 und 224 geliefert wird.
Der Steuerdatenwert (ca) wird von einem zweiten Dateneingangsanschluss 212 unmittelbar an die erste Datenauswähleinrichtung 221 und auch über eine (-1)-Multiplikationsschaltung 219 geliefert. Die erste Datenauswähleinrichtung 221 führt einen Auswählvorgang als Funktion des Vorzeichendatenwerts s auf solche Weise aus, dass dann, wenn die Amplitude des Signalpegel-Datenworts x positiv ist, der invertierte Vorzeichenwert (-ca) von der (-1)- Multiplizierschaltung 219 ausgewählt wird, während dann, wenn die Amplitude des Signalpegel-Datenwerts (x) negativ ist, der Steuerdatenwert ca ausgewählt wird. Der ausgewählte Ausgangsdatenwert aus der ersten Datenauswähleinrichtung 221 wird an eine erste Summierschaltung 225 geliefert.
Der Steuerdatenwert (cb) wird von der dritten zur zweiten Datenauswähleinrichtung 222 sowohl direkt als auch über eine (-1)-Multiplizierschaltung 220 geliefert. Die zweite Datenauswähleinrichtung 222 führt eine Auswählfunktion als Funktion des Vorzeichendatenwerts s auf solche Weise aus, dass dann, wenn die Amplitude des Signalpegel-Datenwerts x positiv ist, der Datenwert -cb mit umgekehrtem Vorzeichen von der (-1)-Multiplizierschaltung 220 ausgewählt wird, während dann, wenn die Amplitude des Signalpegel-Datenwerts x negativ ist, der Steuerdatenwert cb ausgewählt wird. Der ausgewählte Ausgangsdatenwert aus der zweiten Datenauswähleinrichtung 222 wird an eine zweite Summierschaltung 226 gegeben.
Vom vierten Dateneingangsanschluss 214 wird der Steuerdatenwert (cc) an die dritte Datenauswähleinrichtung 223 geliefert. Der Steuerdatenwert (cd) wird vom fünften Dateneingangsanschluss 215 an die dritte Datenauswähleinrichtung 223 gegeben. Diese dritte Datenauswähleinrichtung 223 führt einen Auswähivorgang als Funktion des Vorzeichendatenwerts x auf solche Weise aus, dass dann, wenn die Amplitude des Signalpegel-Datenwerts x positiv oder negativ ist, der Steuerdatenwert (cc) bzw. (cd) ausgewählt wird. Der ausgewählte Datenwert aus der dritten Datenauswähleinrichtung 223 wird an eine dritte Summierschaltung 227 gegeben.
Vom sechsten Dateneingangsanschluss 226 wird der Steuerdatenwert (ce) an die vierte Datenauswähleinrichtung 224 gegeben. Vom siebten Dateneingangsanschluss 217 wird der Steuerdatenwert (cf) an die vierte Datenauswähleinrichtung 224 gegeben. Die vierte Datenauswähleinrichtung 224 führt einen Auswählvorgang als Funktion des Vorzeichendatenwerts x auf solche Weise aus, dass dann, wenn die Amplitude des Signalpegel-Datenwerts x positiv oder negativ ist, der Steuerdatenwert (cc) bzw. (cd) ausgewählt wird. Der ausgewählte Ausgangsdatenwert von der vierten Datenauswähleinrichtung 224 wird an eine vierte Summierschaltung 228 gegeben.
Die erste 1/2-Multiplizierschaltung 218 führt eine Multiplikationsoperation mit dem Koeffizient 1/2 am Signalpegel-Datenwert x vom ersten Dateneingangsanschluss 211 aus. Diese erste 1/2-Multiplizierschaltung 218 liefert ihr Multiplikationsausgangsergebnis x/2 an eine erste bis dritte Multiplizierschaltung 225 bis 227 und eine zweite 1/2-Multiplizierschaltung 229, während sie ihren Vorzeichendatenwert x an eine erste bis dritte Exclusiv- ODER-Schaltung 330 bis 332 gibt. Die zweite 1/2-Multiplizierschaltung 229 führt die Operation des Multiplizierens des Multiplikationsausgangssignals x/2 von der ersten 1/2-Multiplizierschaltung 218 mit dem Koeffizient 1/2 aus. Diese zweite 1/2-Multiplizierschaltung 229 gibt ihr Multiplikationsausgangssignal x/4 an die vierte Summierschaltung 228, während sie ihren Vorzeichendatenwert s an eine vierte Exclusiv-ODER-Schaltung 333 gibt.
Die erste Summierschaltung 225 multipliziert den Steuerdatenwert (-ca) oder (ca), wie in der ersten Datenauswähleinrichtung 221 als funktion des Vorzeichens des Signalpegel-Datenwerts x ausgewählt, mit dem Multiplikationsausgangssignal x/2 der ersten 1/2-Multiplizierschaltung 218, um ein Summationsausgangssignal (x/2-ca) oder (x/2+ca) auszugeben, wenn der Signalpegel-Datenwert positiv bzw. negativ ist. Diese erste Summierschaltung 225 gibt ihr Summenausgangssignal an eine fünfte Datenauswähleinrichtung 334, während sie ihren Vorzeichendatenwert s an die erste Exclusiv-ODER-Schaltung 330 gibt.
Diese erste Exclusiv-ODER-Schaltung 330 führt eine Exclusiv-ODER-Verknüpfung zwischen dem Vorzeichendatenwert s des Multiplikationsausgangssignals x/2 der ersten 1/2-Multiplizierschaltung 218 mit dem Vorzeichendatenwert x des Summenausgangssignals der ersten Summierschaltung 225 aus, um ein Exclusiv-ODER-Ausgangssignal als Steuerdatenwert an die fünfte Datenauswähleinrichtung 334 zu übertragen, das auf niedrig geht, wenn die Amplitude des Summenausgangssignals (x/2-ca) negativ ist oder die Amplitude des Summenausgangssignals (x/2+ca) positiv ist, und das andernfalls auf hoch geht.
In die fünfte Datenauswähleinrichtung 334 wird als zweiter auswählbarer Datenwert der Datenwert null (0) eingegeben. Diese fünfte Datenauswähleinrichtung 334 führt einen Auswählvorgang als Funktion des Exclusiv-ODER- Ausgangssignals von der ersten Exclusiv-ODER-Schaltung 330 auf solche Weise aus, dass dann, wenn das Exclusiv-ODER-Ausgangssignal niedrig oder hoch ist, der Datenwert null (0) bzw. das Summenausgangssignal aus der ersten Summierschaltung 225 ausgewählt wird. Das ausgewählte Ausgangssignal aus der fünften Datenauswähleinrichtung 334 entspricht den in Fig. 24 dargestellten Charakteristiklinien (A)/(A'). Das Auswählausgangssignal der fünften Datenauswähleinrichtung 334 wird über eine erste Latchschaltung 338 an eine fünfte Summierschaltung 342 gegeben.
Die zweite Summierschaltung 226 addiert den Steuerdatenwert (-cb) oder (cb), wie von der zweiten Datenauswähleinrichtung 222 als Funktion des Vorzeichens des Signalpegel-Datenwerts x ausgewählt, zum Multiplikationsausgangssignal x/2 von der 1/2-Multiplizierschaltung 218, um das Summenausgangssignal (x/2-cb) oder (x/2+cb) für einen positiven bzw. negativen Signalpegel-Datenwert x auszugeben. Diese zweite Summenschaltung 226 gibt ihr Summenausgangssignal an eine sechste Datenauswähleinrichtung 335, während sie ihren Vorzeichendatenwert x an eine zweite Exclusiv-ODER-Schaltung 331 gibt.
Diese zweite Exclusiv-ODER-Schaltung 331 führt eine Exclusiv-ODER-Verknüpfung des Vorzeichendatenwerts s auf dem Multiplikationsausgangssignal x/2 der ersten 1/2-Multiplizierschaltung 218 mit dem Vorzeichendatenwert s aus dem Summenausgangssignal der zweiten Summierschaltung 226 aus und überträgt ein Exclusiv-ODER-Ausgangssignal als Steuerdatenwert an die sechste Datenauswähleinrichtung 335, das auf niedrig geht, wenn das Summenausgangssignal (x/2-cb) negativ ist oder wenn das Summenausgangssignal (x/2+cb) positiv ist.
An diese sechste Datenauswähleinrichtung 335 wird der Datenwert null (0) als Auswähldatenwert gegeben. Diese sechste Datenauswähleinrichtung 335 führt als Funktion des Exclusiv-ODER-Ausgangssignals der zweiten Exclusiv- ODER-Schaltung 331 einen Auswählvorgang auf solche Weise aus, dass dann, wenn das Exclusiv-ODER-Ausgangssignal niedrig oder hoch ist, der Datenwert null bzw. das Summenausgangssignal der zweiten Summierschaltung 226 ausgewählt wird. Das ausgewählte Ausgangssignal der sechsten Datenauswähleinrichtung 335 entspricht den in Fig. 34 dargestellten Charakteristiklinien (B) (B'). Das ausgewählte Ausgangssignal der sechsten Datenauswähleinrichtung 335 wird über eine zweite Latchschaltung 339 an die fünfte Summierschaltung 342 gegeben.
Die dritte Summierschaltung 227 addiert den Steuerdatenwert (-cc) oder (cd), wie von der dritten Datenauswähleinrichtung 223 als Funktion des Vorzeichens des Signalpegel-Datenwerts x ausgewählt, zum Multiplikationsausgangssignal x/2 der ersten 1/2-Multiplizierschaltung 218, um das Summenausgangssignal (x/2-cc) oder (x/2+cc) für einen positiven bzw. negativen Wert des Signalpegel-Datenwerts x auszugeben. Diese dritte Summierschaltung 223 gibt ihr Summenausgangsignal an eine siebte Datenauswähleinrichtung 336, während sie ihren Vorzeichendatenwert s an eine dritte Exclusiv-ODER- Schaltung 332 gibt.
Diese dritte Exclusiv-ODER-Schaltung 332 führt eine Exclusiv-ODER-Verknüpfung des Vorzeichendatenwerts s des Multiplikationsausgangssignals x/2 der 1/2-Multiplizierschaltung 218 mit dem Vorzeichendatenwert s des Summenausgangssignals der dritten Summierschaltung 227 aus, um ein Exclusiv-ODER- Ausgangssignal als Steuerdatenwert an die siebte Datenauswähleinrichtung 336 zu übertragen, das auf niedrig geht, wenn der Wert des Summenausgangssignals (x/2-cc) negativ ist oder wenn der Wert des Summenausgangssignals (x/2+cd) ist, und das andernfalls auf hoch geht.
Als zweiter Auswähldatenwert wird der Wert null (0) an die siebte Datenauswähleinrichtung 336 gegeben. Diese siebte Datenauswähleinrichtung 336 führt als Funktion des Exclusiv-ODER-Ausgangssignals der dritten Exclusiv-ODER- Schaltung 332 einen Auswählvorgang auf solche Weise aus, dass der Datenwert null oder das Summenausgangssignal der dritten Summierschaltung 227 ausgewählt wird, wenn das Exclusiv-ODER-Ausgangssignal hoch bzw. niedrig ist. Das Auswähisignal der siebten Datenauswähleinrichtung 336 entspricht in Fig. 24 dargestellten Charakteristiklinien (C) (D). Das Auswählausgangssignal der siebten Datenauswähleinrichtung 336 wird über eine dritte Latchschaltung 340 an eine sechste Summierschaltung 343 geliefert.
Die vierte Summierschaltung 228 addiert den Steuerdatenwert (-ce) oder (cf), wie er von der vierten Datenauswähleinrichtung 224 als Funktion des Vorzeichens des Signalpegel-Datenwerts x ausgewählt wird, zum Multiplikationsausgangssignal x/4 der zweiten 1/2-Multiplizierschaltung 229 auf solche Weise, dass das Summenausgangssignal (x/4-ce) oder (x/4+cf) ausgegeben wird, wenn der Signalpegel-Datenwert x positiv bzw. negativ ist. Diese vierte Summierschaltung 224 liefert ihr Summenausgangssignal an eine achte Datenauswähleinrichtung 337, während sie ihren Vorzeichendatenwert s an eine vierte Exclusiv-ODER-Schaltung 333 liefert.
Diese vierte Exclusiv-ODER-Schaltung 333 nimmt eine Exclusiv-ODER-Verknüpfung des Vorzeichendatenwerts s des Multiplikationsausgangssignals x/4 von der zweiten 1/2-Multiplizierschaltung 229 mit dem Summenausgangssignal der vierten Summierschaltung 228 vor, um ein Exclusiv-ODER-Ausgangssignal als Steuerdatenwert an die achte Datenauswähleinrichtung 337 zu liefern, das auf niedrig geht, wenn das Summenausgangssignal (x/4-ce) negativ ist oder wenn das Summenausgangssignal (x/4+cf) positiv ist, und das andernfalls auch hoch geht.
15 An die achte Datenauswähleinrichtung 337 wird der Datenwert null (0) als zweiter Auswähidatenwert angelegt. Diese achte Datenauswähleinrichtung 337 führt als Funktion des Exclusiv-ODER-Ausgangssignals der vierten Exclusiv- ODER-Schaltung 333 einen Auswählvorgang auf solche Weise aus, dass der Datenwert null oder das Summenausgangssignal der vierten Summierschaltung 228 ausgewahlt wird, wenn das Exclusiv-ODER-Ausgangssignal niedrig bzw. hoch ist. Das Auswählausgangssignal dieser achten Datenauswähleinrichtung 337 entspricht den in Fig. 24 dargestellten Charakteristiklinien (E) (F). Das Auswählausgangssignal dieser achten Datenauswähleinrichtung 337 wird über eine vierte Latchschaltung 341 an eine sechste Summierschaltung 343 geliefert.
Die Summierschaltung 342 addiert das Auswählausgangssignal der fünften Datenauswähleinrichtung 334 über die erste Latchschaltung 338 zum Auswählausgangssignal der sechsten Datenauswähleinrichtung 335 über die zweite Latchschaltung 339. Das Summenausgangssignal der fünften Summierschaltung 343 wird über eine fünfte Latchschaltung 334 an eine siebte Summierschaltung 350 gegeben. Die sechste Summierschaltung 343 addiert das Auswählausgangssignal der siebten Datenauswähleinrichtung 336 über eine dritte Latchschaltung 340 zum Auswählausgangssignal der achten Datenauswähleinrichtung 337 über eine vierte Latchschaltung 341. Das Summenausgangssignal der sechsten Summierschaltung 343 wird über eine sechste Latchschaltung 335 an eine siebte Summierschaltung 350 geliefert. Diese siebte Summierschaltung 350 addiert das Summenausgangssignal der fünften Summierschaltung 343 über eine fünfte Latchschaltung 334 zum Summenausgangssignal der sechsten Summierschaltung 345 über eine sechste Latchschaltung 335. Das Summenausgangssignal der siebten Summierschaltung 350 wird über eine siebte Latchschaltung 351 als nichtlinearer, komprimierter Ausgangsdatenwert (y) ausgegeben.
Mittels der vorstehend beschriebenen zweiten Kernschaltung 31 können die Schnittpunkte der Charakteristiklinien A, B, C, D, F und F, die die mit dicken, durchgezogenen Linien dargestellten Betriebseigenschaften bestimmen, mit der Y-Achse in Fig. 24 dadurch modifiziert werden, dass die Steuerdaten (ca), (cb), (cc), (cd), (ce) und (cf) modifiziert werden, wie sie an den zweiten bis siebten Dateneingangsanschluss 212 bis 217 angelegt werden, so dass die Betriebseigenschaften wahlweise variabel eingestellt werden können, wie beim in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel
Wenn eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vom CCD-Typ verwendet wird, wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, zeigt es sich, dass die acht Abschnitte des Objekts einem Bildsignal hoher Leuchtstärke entsprechen. Demgemäß werden, wenn das Ausgangsbildsignal aus der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der vorstehend angegebenen Konturkompensation unterworfen wird, die Abschnitte hoher Leuchtkraft übermäßig hervorgehoben, was die Bildqualität verringert. Zum Beispiel können in einer weißen Brandungswelle am Strand einkreuzende Farben erzeugt werden, oder in Sonnenlicht, das an der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs bei heißem Wetter reflektiert wird, können unnatürliche schwarze Ringe erzeugt werden.
Fig. 25 zeigt eine Anordnung einer Konturkompensationssignal-Erzeugungs schaltung 11 zum Vermeiden des oben beschriebenen Mangels.
In Fig. 25 wird ein A/D-umgesetztes, digitales Bildsignal, wie das digitale Leitungssignal DG, einem Eingangsanschluss 81 zugeführt. Dieses digitale Bildsignal wird an eine Konturkompensationssignal-Erzeugungsschaltung 82 und eine Erfassungsschaltung 83 übertragen.
Die Konturkompensationsschaltung 82 besteht aus zwei 1H-Verzögerungsschaltungen 84 und 85 und einer Kompensationssignal-Erzeugungsschaltung 86. Das Bildsignal vom Eingangsanschluss 81 wird durch die 1H-Verzögerungsschaltung 84 um eine Horizontalperiode (18) verzögert, und es wird durch die 18-Verzögerungsschaltung 85 nochmals um 18 verzögert. Es sei angenommen, dass ein Objekt P mit einem zentralen Bereich PH, der leuchtstärker als ein Randbereich PL ist, wie in Fig. 26 dargestellt, mittels einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung abgebildet wird. Wenn die Aufmerksamkeit auf die vertikale Richtung gelenkt wird, wie durch die Linie v-v dargestellt, werden als Ausgangssignale der 1H-Verzögerungsschaltungen 84 und 85 Signale Bv bzw. Cv erzeugt, die denselben Signalverlauf wie das Eingangssignal Av in die 1H- Verzögerungsschaltung 84 aufweisen, jedoch mit Verzögerungen von 1H bzw. 2H. Diese Signale Av, Bv und Cv werden an die Kompensationssignal-Erzeugungsschaltung 86 übertragen und durch die arithmetische Operation
Dv = Bv - (1 / 2)(Av + Cv)
so verarbeitet, dass sie in ein Vertikalkontur-Kompensationssignal Dv in bezug auf das von der 1H-Verzögerungsschaltung 84 ausgegebene Signal Br umgeformt werden. Die Kompensationssignal-Erzeugungsschaltung 86 vergleicht benachbarte Daten im Eingangsbildsignal zum Erfassen der Horizontalkontur des Bilds, um ein Horizontalkontur-Kompensationssignal zu erzeugen. Wenn die Aufmerksamkeit auf die horizontale Richtung gelenkt wird, wie durch die Linie h-h des in Fig. 26 dargestellten Objekts P veranschaulicht, zeigt sich, dass das Horizontalkontur-Kompensationssignal ein Signal BH ist, das die aus dem Eingangsbildsignal AH entnommene Kontur repräsentiert. Das so erzeugte Konturkompensationssignal wird von der Konturkompensationssignal- Erzeugungsschaltung 86 an eine Kompensationssignal-Unterdrückungsschaltung 87 geliefert.
Andererseits vergleicht die Erfassungsschaltung 83, der das Eingangssignal vom Eingangsanschluss 81 zugeführt wird, den Wert des Bildsignals mit einem vorbestimmten Wert, und dann, wenn die Leuchtstärkekomponente im Bildsignal höheren Signalpegel als der vorbestimmte Wert aufweist, erzeugt sie beispielsweise ein 1-Bit-Erfassungssignal. Wenn nun angenommen wird, dass der in Fig. 26 dargestellte Pegel L der oben genannte vorbestimmte Pegel ist, werden von der Erfassungsschaltung 83 die mit EV und CH bezeichneten Erfassungsausgangssignale erzeugt. Dieser vorbestimmte Wert beschreibt die Obergrenze für den Leuchtkraftpegel zur Konturkompensation. Als einfacheres Verfahren kann der Maximalwert des Signalpegels der Leuchtstärkekomponente des dem Eingangsanschluss 81 zugeführten Bildsignals als vorbestimmter Wert verwendet werden, und als Erfassungssignal kann ein Überlaufflag verwendet werden, wie es vom A/D-Umsetzer an der stromabwärtigen Seite ausgegeben wird.
Das von der Erfassungsschaltung 83 ausgegebene Erfassungssignal wird an einen Kompensationssteuersignalgenerator 90 gegeben. Dieser Kompensationssignalgenerator 90 besteht aus zwei 1H-Verzögerungsschaltungen 91, 92, einer ersten ODER-Schaltung 93, einer abtastenden Verzögerungsschaltung 94 und einer zweiten ODER-Schaltung 95. Das Erkennungssignal von der Erkennungsschaltung 93 wird an die 1H-Verzögerungsschaltung 91 und dann an die 1H-Verzögerungsschaltung 92 übertragen, um ein Signal Fv bzw. ein Signal Gv zu erzeugen, die gegen das in Fig. 26 dargestellte Signal Ev um LH bzw. 2N verzögert sind. Diese Signale Ev, Fv und Gv werden an die ODER-Schaltung 93 übertragen, in der eine ODER-Verknüpfung ausgeführt wird, um ein Signal Hv zu erzeugen, das eine Zeitperiode anzeigt, die in den beiden zueinander rechtwinkligen Richtungen jeweils um 18 länger als die durch das Signal Fv angegebene Zeitperiode ist. Das heißt, dass das durch dieses Signal Hv angegebene Zeitintervall der Bereich des Bildsignals hoher Leuchtstärke ist, wie von der Erfassungsschaltung 83 erfasst, zuzüglich der Konturkompensation, wie sie auf den senkrechten Rand des Bereichs hoher Leuchtstärke angewandt wird. Dieses Signal Hv wird von der ODER-Schaltung 93 an die abtastende Verzögerungsschaltung 94 geliefert. Diese abtastende Verzögerungsschaltung 94 überträgt eine vorbestimmte Anzahl von Signalen an die ODER-Schaltung 95, nachdem eine Verzögerung um einen Abtastwert am Ausgangssignal der ODER-Schaltung 93 vorgenommen wurde. Die Anzahl der durch die abtastende Verzögerungsschaltung 94 verzögerten Abtastwerte entspricht der Konturkompensation, wie sie am horizontalen Rand des Bereichs hoher Leuchtstärke des Bildsignals ausgeführt wird. Demgemäß wird die Ausgabe eines Signals DH erzielt, bei dem es sich um das oben genannte Erfassungssignal CH handelt, dessen Bereiche entlang beider horizontaler Richtungen um eine vorbestimmte Anzahl von Abtastwerten verlängert sind, die der oben genannten Konturkompensation entsprechen. Das heißt, dass der Kompensationssteuersignalgenerator 20 ein Signal erzeugt, das den Bereich hoher Leuchtstärke im Bildsignal zuzüglich des Randbereichs mit Konturkompensation angibt.
Das Ausgangssignal des Kompensationssteuersignalgenerators 90 wird als Kompensationssteuersignal an die Kompensationssignal-Unterdrückungsschaltung 87 geliefert. Diese Kompensationssigna-Unterdrückungsschaltung 87 besteht z. B. aus einer Umschaltstufe, die das ihr vom Konturkompensationssignalgenerator 83 zugeführte Konturkompensationssignal unmittelbar ausgibt, wenn das Kompensationssteuersignal vom Kompensationssteuersignalgenerator 90 angibt, dass der Pegel der Leuchtkomponente im Bildsignal höher als der vorbestimmte Pegel ist, und die das ihr vom Konturkompensationssignalgenerator 82 zugeführte Konturkompensationssignal unterbricht, wenn das Kompensationssteuersignal vom Kompensationssteuersignalgenerator 90 anzeigt, dass der Pegel der Leuchtkomponente im Bildsignal höher als der vorbestimmte Pegel ist. Auf diese Weise ist das Konturkompensationssignal von einem Konturkompensationssignalverlauf befreit, der dem Bereich hoher Leuchtstärke im Bildsignal entspricht. Diese Kompensationssignalunterdrückungsschaltung 87 kann auch aus einer Multiplizierschaltung bestehen, an die mehrere Bits des Kompensationssteuersignals vom Kompensationssteuersignalgenerator 90 gegeben werden, um das Konturkompensationssignal, das dem Bereich hoher Leuchtstärke im Bildsignal entspricht, auf eine gewünschte Anzahl von Bits zu unterdrücken.
Das Ausgangssignal der Kompensationssignalunterdrückungsschaltung 87 wird an eine in Fig. 5 dargestellte Signalsyntheseschaltung 14G geliefert, um mit zeitlicher Übereinstimmung mit einem Bildsignal auf der Hauptleitung kombiniert zu werden. Auf diese Weise ergibt sich das Bildsignal als kontur-kompensiertes Signal wie als Signal JV oder FH, wie in Fig. 26 dargestellt, bei dem Konturkompensation nur bei einem niedrigen Helligkeitskomponentenpegel erfolgte. Dieses kontur-kompensierte Signal wird als Ausgangssignal der Bildsignal-Verarbeitungsschaltung an die Bildsignal-Verarbeitungsschaltung einer folgenden Stufe übertragen.
Im so erzeugten kontur-kompensierten Signal ist der Bereich des im Konturkompensationssignalgenerators 82 erzeugten kontur-kompensierten Signals, wie von der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung ausgegeben, durch das Kompensationssteuersignal vom Kompensationssignalgenerator 90 so unterdrückt, dass nur der Bereich niedriger Leuchtstärke im Bildsignal hinsichtlich der Kontur kompensiert ist. Durch Konturkompensation des analogen Ausgangsbildsignals der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung innerhalb der Bildsignal- Verarbeitungsschaltung auf diese Weise kann ein Bild höherer Qualität mit geeigneter Konturkompensation ohne übermäßige Hervorhebung des Bereichs hoher Leuchtstärke im Bildsignal erzeugt werden.
Die Gammakorrekturschaltungen 15R, 15G und 15B führen an den drei Farbdaten DR*, DG* und DB* mit hervorgehobenen Bild von den Summierschaltungen 14R, 14G und 14B eine Gammakorrektur aus, um drei gammakorrigierte Farbdaten DR*, DG* und DB* auszugeben.
Auf diese Weise gibt der Signalverarbeitungsabschnitt 7 drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Taktrate 2 fs aus, in denen das Bild hervorgehoben ist und die gammakorrigiert sind. Die vom Signalprozessor 7 ausgegebenen drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Taktrate 2 fs werden an einen Farbcodierer 8 und an Digital/Analog(D/A)-Umsetzer 9R, 9G und 9B geliefert.
Die vom Signalverarbeitungsabschnitt 7 gelieferten drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Rate 2 fs, die hohe Auflösung aufweisen, werden in den D/A-Umsetzern 9R, 9G und 9B in entsprechende drei analoge Farbausgangssignale ROUT, GOUT und BOUT umgesetzt, die an Signalausgangsanschlüssen 10R, 10G bzw. 10B ausgegeben werden.
Gemäß Fig. 27 besteht der Farbcodierer 8 aus einer Matrixschaltung 481, die mit den drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Taktrate 2 fs vom Signalverarbeitungsabschnitt 7 versorgt wird, einer Verzögerungsschaltung 482, die mit von der Matrixschaltung 481 erzeugten Leuchtstärkesignaldaten DY** versorgt wird, Tiefpassfiltern 483, 484, 485, 486, die mit von der Matrixschaltern 481 erzeugten Farbdifferenzsignaldaten DR-Y*,. DB-Y*, DI* und DQ* versorgt werden, einer Modulationsschaltung 487, die über die Tiefpassfilter 485, 486 mit den von der Matrixschaltung 481 erzeugten Signalen DI*, DQ* versorgt wird, einer Interpolationseinrichtung 488, die mit modulierten Ausgangsdaten von der Modulationsschaltung 487 versorgt wird und einer Summierschaltung 489, die mit den interpolierten Ausgangsdaten der Interpolationseinrichtung 488 und auch über eine Verzögerungsschaltung 482 mit in der Matrixschaltung 481 erzeugten Leuchtstärkesignaldaten DY** versorgt wird.
Die Matrixschaltung 481 führt an den drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Taktrate 2 fs eine Matrixoperation aus, um Leuchtstärkesignaldaten DY** mit der Takrate 2 fs und Farbdifferenzsignaldaten DR-Y*, DB-Y*, DI* und DQ* mit der Taktrate fs zu erzeugen.
Der Farbcodierer 8 gibt die Leuchtstärkesignaldaten Dy** von der Matrixschaltung 451 über die Verzögerungsschaltung 482 als Komponentenfarbbilddaten zu den drei Farbdaten DR**, DG** und DB** aus, während er die Farbdifferenzsignaldaten DR-Y*, DB-Y* von der Matrixschaltung 481 über die Tiefpassfilter 483, 484 ausgibt. Indessen sorgt die Verzögerungsschaltung 482 für eine Verzögerungscharakteristik hinsichtlich der Leuchtstärkesignaldaten DY**, die den Tiefpassfiltern 483, 484 entspricht.
Die Modulationsschaltung 487 des Farbcodierers 8 führt die Operation einer Zweiphasen-Gleichspannungsmodulation der Signale DI* und DQ* aus, wie sie über die Tiefpassfilter 485, 486 von der Matrixschaltung 481 geliefert werden. Die modulierten Ausgangsdaten der Modulationsschaltung 487 entsprechen dem modulierten Farbdifferenzsignal, das ungerade Harmonische der Farbunterträgerfrequenz fsc enthält.
Die Interpolationsschaltung 488 führt einen digitalen Filterungsvorgang aus, in dem sie Komponenten mit fsc und 7 fsc aus den modulierten Ausgangsdaten der Modulationsschaltung 487 herausnimmt, um modulierten Farbdifferenzsignaldaten mit der Taktrate 2 fs zu erzeugen, was 8 fsc entspricht.
Der Farbcodierer 8 addiert den Leuchtstärkesignaldatenwert DY**, wie er von der Matrixschaltung 481 über die Verzögerungsschaltung 482 ausgegeben wird, zum modulierten Farbdifferenzsignaldatenwert mit der Taktrate 2 fs, wie er in der Interpolationseinrichtung 488 erzeugt wird, um ein digitales, zusammengesetztes Videosignal DCS** zu erzeugen.
Das heißt, dass der Farbcodierer 8, der mit den eingegebenen drei Farbdaten DR**, DG** und DB** mit der Taktrate 2 fs, die einer Bildhervorhebung und Gammakorrektur unterzogen sind, vom Signalverarbeitungsabschnitt 7 versorgt wird, Komponentenfarbvideodaten ausgibt, die aus den Leuchtstärkesignaldaten DY** mit der Rate 2 fs und hoher Auflösung sowie den Farbdifferenzsignaldaten DR-Y*, DB-Y* mit der Rate fs bestehen, während er auch das digitale, zusammengesetzte Videosignal DCS** mit der Rate 2 fs und hoher Auflösung ausgibt.
Die vom Farbcodierer 8 ausgegebenen Komponentenfarbbilddaten, d.h. die Leuchtstärkesignaldaten DY** und die Farbdifferenzsignaldaten DR-Y*, DB-Y* werden an Digital/Analog (D/A)-Umsetzer 9Y, 9R-Y und 9B-Y geliefert.
Die Leuchtstärkesignaldaten DY** und die Farbdifferenzsignaldaten DR-Y*, DB-Y* werden von den D/A-Umsetzern 9Y, 9R-Y und 9B-Y in analoge Komponentenfarbvideosignale YOUT, R-YOUT und B-YOUT umgesetzt, die an Signalausgangsanschlüssen 10Y, 10R-Y und 10B-Y ausgegeben werden.
Das vom Farbcodierer 8 ausgegebene digitale, zusammengesetzte Videosignal DCS** wird an einen Digital/Analog(D/A)-Umsetzer 9C5 gegeben, durch den das digitale, zusammengesetzte Videosignal DCS** der Rate 2 fs mit hoher Auflösung in ein analoges, zusammengesetztes Videosignal CSOUT umgesetzt wird, das an einem Signalausgangsanschluss 10 CS ausgegeben wird.
In der vorstehend beschriebenen Signalverarbeitungsschaltung für eine erfindungsgemäße Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wird das digitale Ausgangssignal, das durch Digitalisieren der aus den Festkörper-Bildsensoren des Bildaufnahmeabschnitts mittels eines A/D-Umsetzers mit einer Taktrate, die der Abtastrate fs entspricht, erzeugt wurde, interpoliert, um ein Signal mit der Rate 2 fs zu erzeugen. Andererseits wird das breitbandige Horizontaldetailsignal mit der Rate 2 fs durch die Detailsignalerzeugungseinrichtung erzeugt und dadurch zum Signal mit der Rate 2 fs addiert, dass eine Bildhervorhebungsoperation mit der Rate 2 fs für hohe Auflösung ausgeführt wird.

Claims

1. Signalverarbeitungsschaltung für eine Festkörper-Farbkamera mit einem ersten, zweiten und dritten Festkörper-Bildsensor (4R, 4G, 4B) für Farbbilder für rot, grün bzw. blau, wobei der Festkörper-Bildsensor (4G) für Farbbilder für grün eine Anordnung mit einer räumlichen Bildpunktverschiebung entsprechend der Hälfte der Bildpunktschrittweite in bezug auf die Festkörper-Bildsensoren (4R, 4B) für Farbbilder für rot und blau aufweist, wobei die Signalverarbeitungsschaltung folgendes aufweist:

- eine Analog/Digital-Umsetzeinrichtung (6R, 6G, 6B) zum Digitalisieren der aus dem ersten, zweiten und dritten Festkörper-Bildsensor (4R, 4B, 4G) mit einer einer Abtastrate fs entsprechenden Taktrate ausgelesenen Ausgangssinale (SR*, SG*, SB*);

- eine erste Verzögerungseinrichtung (21) mit einer oder mehreren, in Reihe geschalteten digitalen Verzögerungsschaltungen (21a; 21b), von denen jede eine Verzögerungszeit einer Horizontalperiode (18) aufweist, wobei diese erste Verzögerungseinrichtung mit dem digitalisierten Grünsignal (DG*, GIN) versorgt wird und ein unverzögertes Ausgangssignal (GIN) und mindestens ein verzögertes Ausgangssignal (G1HDL, G2HDL) mit Verzögerungsintervallen einer Horizontalperiode (1H) zwischen jeweiligen Ausgangssignalen aufweist;

gekennzeichnet durch

- eine zweite Verzögerungseinrichtung (22) mit einer oder mehreren, in Reihe geschalteten digitalen Verzögerungsschaltungen (22a; 22b), von denen jede eine Verzögerungszeit einer Horizontalperiode (18) aufweist, wobei diese zweite Verzögerungseinrichtung (22) mit dem digitalisierten Rot- oder Blausignal (DR*, DB*, RIN) versorgt wird und ein unverzögertes Ausgangssignal (RIN) und mindestens ein verzögertes Ausgangssignal (R&sub1;HDL; R&sub2;HDL) mit Verzögerungsintervallen einer Horizontalperiode (18) zwischen jeweiligen der genannten Ausgangssignale aufweist;

- eine erste Kammfiltereinrichtung (23) zum Synthetisieren der mehreren Ausgangssignale der ersten Verzögerungseinrichtung (21) in solcher Weise, dass die Bandbreite der zugehörigen Ausgangssignale (GH, GV) in der vertikalen Richtung eines zweidimensionalen Frequenzraums begrenzt ist (Fig. 15);

- eine zweite Kammfiltereinrichtung (24) zum Synthetisieren der mehreren Ausgangssignale der ersten Verzögerungseinrichtung (22) in solcher Weise, dass die Bandbreite der zugehörigen Ausgangssignale (RH, RV) in der vertikalen Richtung eines zweidimensionalen Frequenzraums begrenzt ist (Fig. 15);

- eine Summiereinrichtung (25) zum Summieren gleicher Werte der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Kammfiltereinrichtung (32, 24);

- eine digitale Filtereinrichtung (26), die mit dem Ausgangssignal (IEH') der Summiereinrichtung (25) versorgt wird und ein Horizontaldetailsignal (AP, IEH) mit einer Taktrate von 2 fs erzeugt, die das Doppelte der Abtastrate fs ist; und

- eine Interpoliereinrichtung (13R, 13G, 13B) zum Interpolieren des Ausgangssignals (DR*, DG*, DB*) der Analog/Digital-Umsetzeinrichtung (6R, 6G, 6B) mit einer 2 fs entsprechenden Taktrate, wobei diese Interpolationseinrichtung hinsichtlich gerader und ungerader Ordnungen dieselbe Anzahl (m) aufweist, wie sie der Anzahl (n) von Ordnungen der das Horizontaldetailsignal erzeugenden digitalen Filtereinrichtung (26) entspricht, so dass dieses Horizontaldetailsignal (AP, IEH) nur einen untergeordneten Anteil überflüssiger Leckkomponenten im Bereich der Farbunterträgerfrequenz fsc im zweidimensionalen Frequenzraum aufweist.

2. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, bei der weitere Summiereinrichtungen (14R, 14G, 14B) vorhanden sind, um das Ausgangssignal (AP, IEH) der digitalen Filtereinrichtung (26) zum Ausgangssignal (DR**, DG**, DB**) der Interpoliereinrichtung (13R, 13G, 13B) zu addieren.

3. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, ferner mit einer Gammakorrektureinrichtung (15R, 15G, 15B) zum Ausführen einer Gammakorrektur am Ausgangssignal der Summiereinrichtungen (14R, 14G, 14B).

4. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, bei der erste Gammakorrektureinrichtungen (17R, 17G, 17B) mit einer fs entsprechenden Taktrate arbeiten, um eine Gammakorrektur am Ausgangssignal (DR*, DG*, DB*) der Analog/Digital-Umsetzeinrichtung (6R, 6G, 6B) auszuführen, wobei sie stromabwärts bezüglich der Interpolationseinrichtung (13R, 13G, 13B) angeordnet sind, und bei der eine zweite Gammakorrektureinrichtung (18) mit einer 2 fs entsprechenden Taktrate arbeitet, um eine Gammakorrektur des Horizontaldetailsignals auszuführen, wobei sie stromabwärts bezüglich der digitalen Filtereinrichtung (26) angeordnet ist.

5. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, bei der die Interpolationseinrichtung (13R, 13G, 13B) ein digitales Filter mit einer Filtercharakteristik mit mindestens einem Nullpunkt bei der Abtastrate fs enthält.

6. Digitale Verarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, ferner mit einer 40 nichtlinearen Funktionsschaltung (30), die mit dem Horizontaldetailsignal (AP, IEH) am Ausgang der digitalen Filtereinrichtung (26) versorgt wird und die Eigenschaft einer Kompression der ihr zugeführten Horizontaldetailsignale aufweist, wobei ihr zugeführte Horizontaldetailsignale, Kompressionscharakteristiksignale auf der positiven Seite eines vorbestimmten Pegels und Kompressionscharakteristiksignale auf der negativen Seite dieses vorbestimmten Pegels unabhängig voneinander einstellbar sind.

7. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 6, bei der die nichtlineare Funktionsschaltung (30) die Eigenschaft des Beschneidens des eingegebenen Horizontaldetailsignals in der Nähe des vorbestimmten Pegels auf diesen vorbestimmten Pegel hat (Fig. 22).

8. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, ferner mit:

- einer Vertikaldetailsignal-Erzeugungseinrichtung (11) mit einer ersten und einer zweiten Verzögerungseinrichtung, der ersten und zweiten Kammfiltereinrichtung und der Summiereinrichtung;

- wobei die Signalverarbeitungsschaltung ferner ein digitales Tiefpassfilter (27) aufweist, die mit dem Ausgangssignal der Vertikaldetailsignal- Erzeugungseinrichtung (11) von der Summiereinrichtung (25) versorgt wird, wobei die digitale Filtereinrichtung (26) die Eigenschaft aufweist, dass sie zumindest ein vorbestimmtes Band des Signals durchlässt, und wobei die Summiereinrichtung (25), die Vertikaldetailsignal-Erzeugungseinrichtung und das digitale Tiefpassfilter (27) bei einer der Abtastrate entsprechenden Verarbeitungsrate fs arbeiten und die digitale Filtereinrichtung (27) bei einer Verarbeitungsrate 2 fs arbeitet, die das Doppelte der Abtastrate ist.

9. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 8, bei der die digitale Filtereinrichtung (26) mindestens zwei gerade Nullstellen bei der Frequenz fs aufweist.

10. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 8, bei der das digitale Tiefpassfilter in der Nähe der Farbunterträgerfrequenz fsc des zusammengesetzten Farbvideosignals mindestens zwei Nullstellen aufweist.

11. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 9, bei der das digitale Tiefpassfilter in der Nähe der Farbunterträgerfrequenz fsc des zusammengesetzten Farbbildsignals negatives Ansprechverhalten aufweist.

12. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 9, ferner mit

- einer Erfassungseinrichtung (83) zum Erzeugen eines Erfassungssignals mit einer Dauer, während der das Ausgangssignal der Analog/Digital-Umsetzeinrichtung einen vorbestimmten Pegel überschreitet;

- einer Kompensationssteuersignal-Erzeugungseinrichtung (90) zum Erzeugen eines Kompensationssteuersignals, das eine vorbestimmte Periode einschließlich der durch das Erfassungssignal von der Erfassungseinrichtung angezeigten Dauer anzeigt; und

- einer Unterdrückungseinrichtung (87) zum Unterdrücken des Horizontal- und Vertikaldetailsignals während der durch das Kompensationssteuersignal angegebenen Periode.