DE69637499T2

DE69637499T2 - Farbdemodulation für digitales Fernsehen

Info

Publication number: DE69637499T2
Application number: DE69637499T
Authority: DE
Inventors: Stephen W. Richardson Marshall
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2016-08-31
Also published as: CA2184128A1; TW315576B; KR970014411A; EP0762782A2; EP0762782A3; JPH09172647A; JP2006279993A; KR100435176B1; JP4002938B2; JP3846938B2; EP0762782B1; DE69637499D1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf digitale Fernsehempfänger, die zusammengesetzte oder Composite-Fernsehsignale empfangen, und insbesondere auf die Bereitstellung farbgetrennter Pixeldaten aus dem Fernsehsignal.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Chrominanzabtast- und -demodulationseinheit für einen Empfänger eines Misch- oder Composite-Videosignals mit einem quadraturmodulierten Farbunterträgersignal sowie auf ein Verfahren zum Bereitstellen von Farbdifferenzdaten in einem solchen Empfänger.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei vielen Fernsehübertragungssignalen, besonders jenen, die die NTSC- und die PAL-Norm einhalten, besteht eine definierte Beziehung zwischen der horizontalen Zeilenfrequenz (F_h) und der Farbunterträgerfrequenz (F_sc). Zum Beispiel werden bei NTSC-Signalen Luminanz und Chrominanz auf einem Signalkanal unter Verwendung eines Chrominanzunterträgers mit 3,58 MHz, was gleich der Zeilenfrequenz 15734,26 Hz mal 455/2 ist, übertragen. Im Fernsehempfänger stellt der Chrominanzunterträger ein Referenzsignal zum Trennen der Chrominanz von der Luminanz (Farbtrennung) und zum Trennen der Chrominanzkomponenten (Demodulation) bereit.
Bei digitalen Fernsehsystemen, die der NTSC-Norm folgen, verlangen typische digitale Farbtrennalgorithmen eine Abtastrate, die ein Vielfaches der Unterträgerfrequenz von 3,58 MHz beträgt. Eine häufig verwendete Abtastrate, die als "4 f_sc"-Rate bezeichnet wird, beträgt etwa 14,318 MHz. Diese Abtastrate liefert Chrominanzabtastwerte, die um 90° phasenverschoben beabstandet sind. Alles, was zur Demodulation übrig bleibt, ist ein Trennen gerader und ungerader Abtastwerte in zwei Wege und ihre Tiefpassfilterung. Die geraden Abtastwerte sind Pixelwerte für eine Farbkomponente und die ungeraden Abtastwerte sind Pixelwerte für die andere.
Ein Problem bei der Abtastrate von 4 f_sc besteht darin, dass sie nicht immer mit der für eine gewünschte Anzahl von Pixeln pro Zeile (horizontale Auflösung) erforderlichen Abtastrate übereinstimmt. Beispielsweise sind für eine 480-Zeilen-Anzeige mit einem Seitenverhältnis von 4:3 640 Pixel pro Zeile erforderlich. Doch eine Abtastrate von 4 f_sc ergibt etwa 747 aktive Abtastwerte pro Zeile. Für eine Quadratpixelanzeige mit einem Ein-zu-Eins-Pixel-Abtastverhältnis ist dies ein Verzerrungsverhältnis von 16,7%.
Einige bestehende Systeme stellen die erforderliche Anzahl von Abtastwerten pro Zeile durch ein erstes Abtasten des eingehenden Mischsignals mit 4 f_sc bereit und skalieren danach auf die gewünschte Anzahl von Abtastwerten pro Zeile. Allerdings ist ein Problem der Skalierung, dass wahrscheinlich sichtbare Artefakte auftreten. Außerdem kann die erhöhte Komplexität solcher Systeme, sie teurer machen.
Das an Texas Instruments Incorporated übertragene US-Patent Nr. 5.347.321 mit dem Titel "Color Separator for Digital Television System" beschreibt eine Lösung zur Farbtrennung und Abtastung. Die Luminanz- und Chrominanzsignale werden vor dem Abtasten getrennt. Das Luminanzsignal wird mit einer zur gewünschten horizontalen Auflösung passenden Rate abgetastet, wodurch die Notwendigkeit zum Skalieren der Luminanzdaten beseitigt wird. Das Chrominanzsignal wird mit 4 f_sc abgetastet, so dass die Farbkomponenten leicht getrennt werden können, wobei die Abtastwerte danach skaliert werden.
Das US-Patent Nr. 4.700.217 offenbart eine Schaltungsanordnung zur Chrominanzsignaldemodulation für eine Verwendung in einem digitalen Fernsehsignal-Verarbeitungssystem. Die Frequenz des Abtasttaktsignals beträgt nominell das Vierfache der Frequenz des Farbunterträgersignals. Zwei Multiplizierer demodulieren die Chrominanzbandsignale längs zweier quadraturphasenbezogener Demodulationsachsen, um zwei Basisband-Farbdifferenzsignale zu bilden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der Erfindung ist eine Chrominanzabtast- und -demodulationseinheit für einen Empfänger eines Mischvideosignals mit einem quadraturmodulierten Farbunterträgersignal mit den Merkmalen von Anspruch 1. Gut bekannte Beispiele solcher Signale sind Fernsehsignale, die die NTSC- oder die PAL-Norm einhalten.
Die Chrominanzabtast- und -demodulationseinheit ist durch Phasenreferenzwerte gekennzeichnet, die durch die Signalquelle bereitgestellt werden. Jeder repräsentiert eine Phasenbeziehung zwischen einem Abtastwert der Chrominanzdaten und dem Unterträgersignal, die durch Akkumulieren eines Phaseninkrements bestimmt wird, das dem Verhältnis der ersten ganzen Zahl zu der zweiten ganzen Zahl plus oder minus 0,25 entspricht. Die Erfindung stellt ferner ein die Schritte von Anspruch 13 umfassendes Verfahren zum Bereitstellen von Farbdifferenzdaten in einem Empfänger für ein Videosignal, das ein quadraturmoduliertes Farbunterträgersignal besitzt, bereit. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch den Schritt des Akkumulierens eines Phaseninkrements, das dem Verhältnis der ersten ganzen Zahl zu der zweiten ganzen Zahl plus oder minus 0,25 entspricht, um die Phasenreferenzwerte zu bestimmen.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie farbgetrennte Pixeldaten aus einem Mischvideosignal in einfacher und unkomplizierter Weise bereitstellt. Gleichzeitig kann die Abtastfrequenz verändert werden, um den Anforderungen der horizontalen Auflösung hinsichtlich verschiedener Anzeigeformate zu genügen. Jede Abtastfrequenz, die die oben erwähnten Anforderungen erfüllt, ist geeignet. Für eine gegebene horizontale Auflösung wird die Abtastfrequenz durch Berechnen der sich eignenden Abtastfrequenz, die einer Zielfrequenz, die eine gewünschte Anzahl von Abtastwerten pro Zeile erzeugt, am nächsten liegt, ausgewählt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Blockschaltplan videobezogener Komponenten eines digitalen Fernsehempfängers, der eine Abtast- und Trenneinheit in Übereinstimmung mit der Erfindung aufweist.
2 ist ein Blockschaltplan der Abtast- und Trenneinheit von 1.
2A Ist eine alternative Ausführungsform der Abtast- und Trenneinheit von 1.
3 veranschaulicht, wie Abtastfrequenzen in Übereinstimmung mit der Erfindung ausgewählt werden.
4 veranschaulicht in Übereinstimmung mit der Erfindung erfasste Abtastwerte und ihre Phasenbeziehung zum Farbunterträgersignal.
5 veranschaulicht die Signalquelle, die Nachschlagtabelle und den Demodulator von 2 ausführlicher.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 veranschaulicht die Digitaldaten-Wegkomponenten eines digitalen Anzeigesystems 10. Selbstverständlich sind nur die zum Erhalten und Anzeigen von Pixeldaten verwendeten Komponenten gezeigt; während Komponenten, die für Aufgaben wie etwa Synchronisation und Audiosignalverarbeitung verwendet werden, nicht gezeigt sind. Auch wenn sich die folgende Beschreibung auf ein Anzeigesystem 10 für ein Fernsehübertragungssignal bezieht, kann letztlich das Anzeigesystem 10 selbstverständlich irgendein Gerätetyp zum Empfangen eines analogen Mischvideosignals und zum Anzeigen oder Speichern von Bildern, die durch das Signal repräsentiert werden, sein.
Das digitale System 10 verwendet zum Erzeugen von Anzeigen einen räumlichen Lichtmodulator, insbesondere eine digitale Mikrospiegelvorrichtung 19. Diese Vorrichtung wird im Folgenden ausführlicher erläutert, kann jedoch durch andere Pixelmustervorrichtungen ersetzt werden. Die Erfindung ist auf eine Abtast- und Farbtrenneinheit 12 gerichtet, die ein Mischvideosignal in einer Weise abtastet, die eine Farbtrennung einschließlich einer Demodulation von Chrominanzdaten in Farbdifferenzdaten erleichtert. Auch wenn es in 1 nicht gezeigt ist, kann die Abtast- und Farbtrenneinheit 12 mit einem digitalen Anzeigesystem verwendet werden, das anstelle des SLM 19 eine Anzeige mit Katodenstrahlröhre (CRT) aufweist. Für solche Systeme werden die Daten zurück in eine analoge Form umgesetzt und in der CRT abgegriffen, statt an den SLM 19 geliefert zu werden.
Der folgende Überblick der verschiedenen Komponenten des Anzeigesystems 10 stellt Einzelheiten bereit, die hilfreich für das Verständnis der Erfindung sind. Weitere ein DMD-basiertes Bildanzeigesystem betreffende Einzelheiten sind in dem US-Patent Nr. 5.079.544 mit dem Titel "Standard Independent Digitized Video System"; dem US-Patent Nr. 5.526.051 mit dem Titel "Digital Television System" und dem US-Patent Nr. 5.452.024 mit dem Titel "DMD Display System" dargestellt. Jedes dieser Patente ist an Texas Instruments Incorporated übertragen und hier durch Literaturhinweis eingefügt.
Die Videoeingabe kann irgendein analoges Mischsignal mit Chrominanz- und Luminanzkomponenten sein. Die Luminanzkomponente wird hier als die "Y"-Komponente bezeichnet und die Chrominanzkomponente als die "C"-Komponente. Die C-Komponente besteht aus zwei Farbdifferenzsignalen, z. B. C_R und C_B. Das Chrominanzsignal ist auf einen Farbunterträger, z. B. den für NTSC-Signale verwendeten 3,58-MHz-Unterträger, amplituden- und phasenmoduliert.
Für diese Beschreibung wird angenommen, dass die Abtastfrequenz für eine herkömmliche digitale Farbtrennung nicht zwangsläufig dieselbe wie die Abtastfrequenz ist, die die gewünschte Anzahl von Abtastwerten pro Zeile liefert. Wie in Bezug auf den Hintergrund erläutert ist, liefert z. B. in einem NTSC-System eine Abtastfrequenz von 4 f_sc nicht zwangsläufig die gewünschte Anzahl von Abastwerten pro Zeile für ein Seitenverhältnis von 4:3.
Eine Signalschnittstelle 11 stellt herkömmliche Signalschnittstellenfunktionen bereit wie etwa eine Abstimmung, eine Filterung und eine Sychronisationssignalentfernung. Für die Erfindung besteht die Hauptfunktion der Schnittstelle 11 in der Bereitstellung eines Misch-Y/C-Signals für die Abtast- und Trenneinheit 12.
Die Abtast- und Trenneinheit 12 wird ausführlich in Zusammenhang mit den 2–5 erläutert. Wie nachfolgend erläutert ist, tastet sie das analoge Signal mit einer in Übereinstimmung mit der Erfindung bestimmten Abtastfrequenz ab. Diese Abtastfrequenz weist eine spezifische Beziehung zur Farbunterträger-Referenzburstfrequenz auf, so dass Farbdifferenzwerte berechnet werden können. Die durch die Abtast- und Trenneinheit 12 bereitgestellten Abtastwerte liegen auf drei Kanälen, einem Luminanzdatenkanal und zwei Farbdifferenzdatenkanälen.
Ein Pixeldatenprozessor 13 bereitet die Daten für eine Anzeige auf, indem er verschiedene Verarbeitungsaufgaben ausführt. Der Prozessor 13 enthält einen Verarbeitungsspeicher zum Speichern von Pixeldaten während der Verarbeitung. Die durch den Prozessor 13 ausgeführten Aufgaben können eine Linearisierung, eine Farbraumumsetzung und eine progressive Abtastung umfassen. Die Linearisierung entfernt den Effekt einer Gammakorrektur, die an Rundfunksignalen ausgeführt wird, um den nichtlinearen Betrieb von CRT-Anzeigen zu kompensie ren. Die Farbraumumsetzung setzt die Daten in RGB-Daten um. Die progressive Abtastung setzt durch Erzeugen neuer Daten, um ungerade oder gerade Zeilen zu füllen, Datenhalbbilder in Einzelbilder bzw. Vollbilder um. Die Reihenfolge, in der diese Aufgaben ausgeführt werden, kann sich ändern.
Ein Einzelbildspeicher 14 empfängt verarbeitete Pixeldaten vom Prozessor 13. Der Einzelbildspeicher 14 formatiert die Daten beim Eingang oder beim Ausgang in ein "Bit-Schichten"-Format und liefert die Bit-Schichten an den SLM 19. Das Bit-Schichten-Format stelle jeweils ein Bit für jedes Pixel des SLM 19 bereit und ermöglicht, dass jedes Pixel in Übereinstimmung mit dem Stellenwert dieses Bits ein- oder ausgeschaltet wird. Wo jedes Pixel durch n Bits für alle drei Farben repräsentiert wird, gibt es z. B. 3 n Bit-Schichten pro Einzelbild. Bit-Schichten, die niedrigwertige Bits enthalten, führen zu kürzeren Anzeigedauern als Bit-Schichten, die höherwertige Bits enthalten. Ein Pixelwert von 0 (schwarz) hat zur Folge, dass der Pixel für diese Farbe in dem Einzelbild ausgeschaltet ist. Für jede Farbe kann jedes Spiegelelement des SLM 19 für irgendeine Dauer von 1 LSB-Periode (Periode für ein niedrigstwertiges Bit) bis 2ⁿ-1 LSB-Perioden "eingeschalten" werden. Mit anderen Worten, jede Farbe hat 2ⁿ-1 Zeitscheiben, während denen jedes Pixel für irgendeine Anzahl von Zeitscheiben zwischen 0 und 2ⁿ-1 eingeschaltet werden kann.
Bei einem typischen Anzeigesystem 10 ist der Einzelbildspeicher 14 ein Doppelpufferspeicher, was bedeutet, dass er eine Kapazität für wenigstens zwei Anzeigeeinzelbilder aufweist. Der Puffer für ein Anzeigeeinzelbild kann in den SLM 19 ausgelesen werden, während der Puffer für ein weiteres Anzeigeeinzelbild geschrieben wird. Die zwei Puffer werden in einer "Pingpong"-Weise gesteuert, so dass dem SLM 19 ununterbrochen Daten zur Verfügung stehen.
Wie oben erklärt ist, bezieht sich diese Beschreibung auf ein Anzeigesystem, dessen SLM 19 eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (DMD) ist, die durch einzeln adressierbare Pixelelemente gekennzeichnet ist, die gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden können. Bilder werden durch Adressieren derjenigen Pixel, die während eines Vollbilds einzuschalten sind, und durch Steuern der Zeitdauer pro Einzelbild, die jedes Pixelelement eingeschaltet wird, erzeugt. Ein Beispiel eines SLM ist eine von Texas Instruments Incorporated hergestellte digitale Spiegelvorrichtung (DMD). Für diese Beschreibung wird ein SLM 19 mit einer vertikalen Auflösung von 480 Zeilen angenommen. Die Spiegelelemente des SLM 19 sind quadratisch, so dass für eine gegebene vertikale Auflösung (VR) und ein gewünschtes Seitenverhältnis (AR) die horizontale Auflösung (HR) bestimmt wird durch: AR = HR/VR
Für eine 480-Zeilen-Anzeige und ein Seitenverhältnis von 4:3 beträgt die Pixelzahl pro Zeile: 4/3 = HR/480 HR = 640
Auf dem SLM 19 einfallendes Licht wird durch eine Lichtquelle 16 bereitgestellt und durch ein sich drehendes Farbrad 15 übertragen. Eine Linse 17a fokussiert die Quellenbeleuchtung in Form eines Quellenstrahls auf eine "Punktgröße" in der Ebene des Farbrads 15. Eine Linse 17b lenkt das Licht zum SLM 19.
In dem Beispiel von 1 besitzt das Farbrad 15 drei Filtersegmente, jedes von einer anderen Primärfarbe. Für das Beispiel hier sind diese Farben die RGB-Farben: rot, grün und blau. In alternativen Ausführungsformen können andere Farben verwendet werden und es können weniger oder mehr als drei Farben verwendet werden. Außerdem kann es für jede Farbe mehr als ein Segment geben. Die Segmente brauchen nicht exakt dieselbe Größe haben, je nach der Farbbalance. Die Daten für jede Farbe werden sequenzialisiert und die Anzeige der Daten wird synchronisiert, so dass der Abschnitt des Farbrads 15, durch den Licht zum SLM 19 übertragen wird, den Daten entspricht die angezeigt werden. In dem Beispiel dieser Beschreibung wird jedes Pixel durch RGB-Daten repräsentiert, was bedeutet, dass jedes Pixel einen roten Wert, einen grünen Wert und einen blauen Wert aufweist. Wenn die Werte für jede Farbe aller Pixel in einem Einzelbild angezeigt werden, dreht sich das Farbrad 15 so, dass das Licht durch den entsprechenden roten, blauen oder grünen Filter übertragen wird. Für jedes Pixel wird die Kombination dieser drei Werte als die gewünschte Farbe wahrgenommen.
Das Farbrad 15 ist an einer Welle 15b angebracht, die durch einen Motor 15a angetrieben wird, der das Farbrad 15 zum Drehen bringt. Eine Motorsteuereinheit 15c steuert die Drehzahl und die Phase des Farbrads 15. Wenn ein Dateneinzelbild für eine Einzelbildperiode von T Sekunden angezeigt wird, hat das Farbrad 15 eine Umdrehungsperiode von T Sekunden. Zum Beispiel könnte die gewünschte Drehzahl 60 Umdrehungen pro Sekunde betragen, um einer Anzeigerate von 60 Einzelbildern pro Sekunde zu entsprechen.
Die Hauptzeitsteuereinheit 18 stellt verschiedene Systemsteuerfunktionen bereit. Ein durch die Hauptzeitsteuereinheit 18 bereitgestelltes Zeitsteuersignal ist ein Signal, das die Anzeigedauern für jeden Bit-Stellenwert des Pixelwerts definiert. Sie kann außerdem das Abtasttaktsignal mit einer in Übereinstimmung mit der Erfindung bestimmten Frequenz bereitstellen.
Auch wenn es in 1 nicht gezeigt ist, enthält das System 10 außerdem eine Projektionslinse und verschiedene andere optische Vorrichtungen zum Sammeln und Projizieren des Bildes vom SLM 19 auf die Bildebene (Bildschirm).
2 veranschaulicht die Abtast- und Trenneinheit 12 ausführlicher. In der Ausführungsform von 2 tastet ein A/D-Umsetzer 21 die Daten ab, bevor eine digitale Y/C-Trenneinrichtung 22 die Y-Daten (Luminanzdaten) von den C-Daten (Chrominanzdaten) trennt. Wie in der alternativen Ausführungsform von 2A veranschaulicht ist, kann jedoch anstelle einer digitalen Y/C-Trenneinrichtung 22 eine analoge Y/C-Trenneinrichtung 210 verwendet werden, wobei zwei A/D-Umsetzer 211 verwendet werden, um die Y- und C-Signale abzutasten.
Der A/D-Umsetzer 21 (2) und die A/D-Umsetzer 211 (2A) arbeiten mit einer Abtastrate in Übereinstimmung mit der Erfindung. In 2 empfängt der A/D-Umsetzer 21 das Mischvideosignal. Er tastet dieses Signal mit einer in Übereinstimmung mit der Erfindung bestimmten Rate ab, so dass eine ganze Zahl n von Abtastwerten mit der Abtasttakffrequenz zeitlich gleich einer ganzen Zahl m plus oder minus 0,25 von Zyklen mit fsc ist. Mathematisch ausgedrückt gilt: n Tpc = (m +/– 0,25)Tsc wobei T_pc die Periode des Pixeltakts (Abtasttakts) ist und die Periode des Farbunterträgers ist. Für NTSC-Video beträgt die Unterträgerperiode T_sc etwa 0,28 Mikrosekunden.
Um eine Abtastrate T_pc auszuwählen, wird eine Zielabtastrate berechnet und werden geeignete Werte von m und n bestimmt. In dem Beispiel dieser Beschreibung beträgt die Zielabtastrate 12,27 MHz, welche die Abtastrate ist, die 480 Abtastwerte pro Zeile bereitstellen würde. Die Zielabtastrate wird gemäß der aktiven Zeilenperiode und der Anzahl von Pixeln pro Zeile berechnet.
3 veranschaulicht eine Anordnung von n und m in die oben erwähnte Gleichung eingesetzten Werten sowie die für verschiedene Werte von 1/T_pc = f_pc gelöste Gleichung. Der der Zielvorgabe von f_pc am nächsten liegende berechnete Wert von f_pc wird ermittelt. Wenn die Zielvorgabe von f_pc 12,27 MHz beträgt, ist die am nächsten liegende Abtastrate 12,27 MHz, was m = 5 und n = 18 entspricht. Folglich wird der ND-Umsetzer 21 mit einer Abtastfrequenz von 12,27 MHz betrieben. Die Zahlen sind der Einfachheit der Beschreibung halber gerundet worden.
Wie wiederum in 2 gezeigt ist, empfängt die Y/C-Trenneinrichtung 22 die abgetasteten Daten und trennt Y-Abtastwerte (Luminanzabtastwerte) von C-Abtastwerten (Chrominanzabtastwerte). Die Y/C-Trenneinrichtung 22 kann irgendein digitales Mittel zum Trennen der Luminanzdaten von den Chrominanzdaten sein. Herkömmliche digitale Farbtrennverfahren wie etwa eine Bandpass- oder eine Kammfilterung können verwendet werden.
An diesem Punkt sind die Y-Daten fertigt für eine Weiterverarbeitung, wobei jedoch zunächst die C-Daten in zwei Kanäle von Farbdifferenzabtastwerten demoduliert werden müssen. Die Abtastrate des A/D-Umsetzers 21 erlaubt eine quadratursynchrone Demodulation unter Verwendung der Signalquelle 23, der Nachschlagtabelle 24 und des Demodulators 25.
4 veranschaulicht die Phasenbeziehung zwischen den durch die Abtastrate von 12,27 MHz bereitgestellten Chrominanzabtastwerten und dem Unterträgersignal mit 3,58 MHz. Pro 5,25 Zyklen gibt es 18 Abtastwerte. Diese Abtastwerte haben eine bestimmte und sich wiederholende Phasenbeziehung zu den Sinus- und Kosinuswerten des 3,58-MHz-Signals. Wie gezeigt ist, wiederholt sich die Phasenbeziehung alle 24 Abtastperioden.
Wie wiederum in 2 gezeigt ist, liefert die Signalquelle 23 oder ein "digitaler Oszillator 23" Phasenreferenzwerte an einen Speicher 24, der daraufhin mit den Abtastwerten zu multiplizierende Sinus- und Kosinuswerte bereitstellt. In dem Beispiel dieser Beschreibung ist der Speicher 24 eine Nachschlagtabelle (LUT) und wird durch die Phasenreferenzwerte adressiert. Der digitale Oszillator 23 akkumuliert Phaseninkremente jeder Abtastperiode, um die Phasendifferenz zwischen dem Abtasttakt und f_sc anzupassen. Jedes Phaseninkrement pi in Grad wird berechnet als:
In dem Beispiel dieser Beschreibung beträgt jedes Phaseninkrement:
Bei jedem Abtasttaktsignal wird dieses Inkrement zur momentanen Phase in Zyklen von 360 Grad addiert. Der Oszillator 23 kann konstruiert sein, so dass 2^k = 360 ist, wobei K die Anzahl von Bits ist, und so dass 111...1 = 360 ist. Ein Anfangswert wird bereitgestellt, um die Anfangsphasenbeziehung zwischen f_pc und f_sc festzusetzen. Dies kann ausgeführt werden, indem der Offset bei den 0-Punkten der Bezugs- und Abtastsignale verglichen wird. Das Phaseninkrement kann zur Phasenangleichung des Oszillators 23 an den Farbburst durch die gemessene Phase und Größe des Farbburstsignals leicht abgewandelt werden.
Wiederum in 2 steuert der Ausgang des digitalen Oszillators 23 einen Nachschlagtabellenspeicher 24 an, der Sinus- und Kosinusreferenzsignale für den Demodulationsvorgang bereitstellt. Vom Speicher 24 werden die Sinus- und Kosinuswerte an einen digitalen Demodulator 25 geliefert, der die Chrominanzdaten demoduliert.
5 ist ein Blockschaltplan einer Ausführungsform des digitalen Oszillators 23, der LUT 24 und des Demodulators 25. Der digitale Oszillator 23 besteht aus einem Addierer 51 und einem Akkumulator 52. Der Addierer 51 addiert das Phaseninkrement, wie es oben berechnet wird, zu jedem momentanen Phasenwert, wobei die Summe durch den Akkumulator 52 akkumuliert wird. Der Ausgang des Akkumulators 52 steuert die LUT 24 an. Die Sinus- und Kosinuswerte aus der LUT 24 werden unter Verwendung von Multiplizierern 25 mit den C-Daten multipliziert. Jeder C-Datenabtastwert wird mit einem Kosinuswert und einem Sinuswert multipliziert, um einen C_B- und einen C_R-Wert zu erhalten.
Als ein Beispiel für den Betrieb des Demodulators 25 wird Bezug auf 4 genommen, wobei ein Abtastwert 4 eine Phasendifferenz von 60 Grad (105 Grad·4 Abtastwerte = 420 Grad; 420 Grad – 360 Grad = 60 Grad) aufweist. Wenn x der Wert des Abtastwerts 4 ist, sind x(cos 60) und x(sin 60) die Farbdifferenzwerte für den Abtastwert 4. Diese Werte werden mit Tiefpassfiltern 54 gefiltert, um die Ausgangschrominanzdaten bereitzustellen.
WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Auch wenn die Erfindung anhand spezifischer Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll diese Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinn verstanden werden. Für den Fachmann auf dem Gebiet sind sowohl verschiedene Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen als auch alternative Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche offensichtlich.

Claims

Chrominanzabtast- und -demodulationseinheit (12) für einen Empfänger eines Mischvideosignals (FBAS-Signals) mit einem quadraturmodulierten Farbunterträgersignal, die umfasst: eine Schaltungsanordnung zum Bereitstellen von abgetasteten Chrominanzdaten, die eine Luminanz/Chrominanz-Trenneinrichtung (22; 210) enthält und ferner einen Analog/Digital-Umsetzer (21; 211) enthält, der mit einer Abtastfrequenz arbeitet, derart, dass eine erste ganze Zahl von Abtastwerten in einer Zeit gesammelt werden, die gleich dem Produkt aus einer zweiten ganzen Zahl plus oder minus 0,25 mal der Periode des Unterträgersignals ist; eine Signalquelle (23), die Phasenreferenzwerte mit der Abtastfrequenz bereitstellt, wobei die Phasenreferenzwerte jeweils eine Phasenbeziehung zwischen einem Abtastwert der Chrominanzdaten und dem Unterträgersignal repräsentieren, derart, dass jeder Chrominanzabtastwert einen zugeordneten Phasenreferenzwert besitzt; einen Speicher (24), der Sinus- und Kosinuswerte speichert und die Phasenreferenzwerte an die Sinus- und Kosinuswerte anpasst; und einen Demodulator (25), der die Sinus- und Kosinuswerte und die Chrominanzdaten empfängt, jeden Chrominanzabtastwert mit einem Sinus- oder Kosinuswert, der an den dem Abtastwert zugeordneten Phasenreferenzwert angepasst ist, multipliziert und das Produkt einer Tiefpassfilterung unterwirft, wodurch Farbdifferenzdaten geschaffen werden; dadurch gekennzeichnet, dass: die Signalquelle einen Phasenakkumulator zum Akkumulieren eines Phaseninkrements enthält, das dem Verhältnis der ersten ganzen Zahl zu der zweiten ganzen Zahl plus oder minus 0,25 entspricht.
Einheit nach Anspruch 1, wobei der Analog/Digital-Umsetzer (21) das Mischvideosignal mit der Abtastfrequenz abtastet; und wobei die Luminanz/Chrominanz-Trenneinrichtung enthält: eine digitale Luminanz/Chrominanz-Trenneinrichtung (22), die die Abtastwerte von dem Analog/Digital-Umsetzer in abgetastete Luminanzdaten und die abgetasteten Chrominanzdaten trennt.
Einheit nach Anspruch 1, wobei die Luminanz/Chrominanz-Trenneinrichtung eine analoge Luminanz/Chrominanz-Trenneinrichtung (210) enthält, die das Mischvideosignal in ein Luminanzsignal und ein Chrominanzsignal trennt; und wobei der Analog/Digital-Umsetzer (211) das Chrominanzsignal mit der Abtastfrequenz abtastet.
Einheit nach Anspruch 1, wobei der Speicher (24) eine Nachschlagtabelle ist, die durch die Phasenreferenzwerte adressiert wird.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Signalquelle (23) einen Addierer (51) und einen Akkumulator (52) enthält.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Signalquelle (23) einen Phaseninkrementwert empfängt, den sie für jeden Chrominanzabtastwert in Zyklen von 360 Grad akkumuliert.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Demodulator (25) einen Multiplizierer (53) und ein Tiefpassfilter (54) in einem ersten Datenweg enthält, der ein erstes Farbdifferenzsignal (C_R) schafft, und einen Multiplizierer (53) und ein Tiefpassfilter (54) in einem zweiten Datenweg enthält, der ein zweites Farbdifferenzsignal (C_B) schafft.
Einheit nach Anspruch 1, wobei das Mischvideosignal ein NTSC-Signal ist, derart, dass die Periode des Unterträgersignals etwa 0,28 Mikrosekunden beträgt.
Digitaler Fernsehempfänger für ein Videosignal, der die Einheit nach Anspruch 1 enthält, wobei der Empfänger ferner umfasst: eine Signalschnittstelle (11), die das Videosignal empfängt und abstimmt; einen Pixel-Prozessor (13), der die Luminanzdaten und die Chrominanzdaten empfängt und Pixelverarbeitungsaufgaben an den Daten ausführt; und einen Einzelbildspeicher (14), der die Daten für eine Anzeige bereitstellt.
Empfänger nach Anspruch 9, der ferner einen räumlichen Lichtmodulator (19) enthält, der die Daten anzeigt.
Empfänger nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei der Speicher (24) der Abtast- und Farbtrenneinheit eine Nachschlagtabelle ist, die durch die Phasenreferenzwerte adressiert wird.
Empfänger nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Signalquelle (23) einen Addierer (51) und einen Akkumulator (52) enthält.
Verfahren zum Bereitstellen von Farbdifferenzdaten in einem Empfänger für ein Videosignal, das ein quadraturmoduliertes Farbunterträgersignal besitzt, das die folgenden Schritte umfasst: Trennen und Abtasten von Chrominanzdaten aus dem Videosignal mit einer Abtastfrequenz, derart, dass eine erste ganze Zahl von Abtastwerten in einer Zeit erfasst werden, die gleich dem Produkt aus einer zweiten ganzen Zahl plus oder minus 0,25 mal der Periode des Unterträgersignals ist, um abgetastete Chrominanzdaten bereitzustellen; Bereitstellen von Phasenreferenzwerten mit der Abtastfrequenz, wobei die Phasenreferenzwerte jeweils eine Phasenbeziehung zwischen einem Abtastwert der Chrominanzdaten und dem Unterträgersignal repräsentieren, derart, dass jeder Chrominanzabtastwert einen zugeordneten Phasenreferenzwert besitzt; Anpassen der Phasenreferenzwerte an Sinus- und Kosinuswerte; Multiplizieren jedes Chrominanzabtastwerts mit einem Sinus- oder Kosinuswert, der an den dem Abtastwert zugeordneten Phasenreferenzwert angepasst ist; und Tiefpassfiltern der Ergebnisse des Multiplikationsschrittes, um dadurch die Farbdifferenzdaten zu schaffen; gekennzeichnet durch: Akkumulieren eines Phaseninkrements, das dem Verhältnis der ersten ganzen Zahl zu der zweiten ganzen Zahl plus oder minus 0,25 entspricht, um die Phasenreferenzwerte zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei dem Abtastschritt der Schritt des Auswählens der Abtastfrequenz vorhergeht, derart, dass sie an eine Zielabtastfrequenz angenähert wird, die eine gewünschte Anzahl von Abtastwerten pro Zeile erzeugen würde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13–14, wobei der Anpassungsschritt in der Weise ausgeführt wird, dass jeder Chrominanzabtastwert sowohl mit einem Sinuswert als auch mit einem Kosinuswert multipliziert wird, so dass jeder Chrominanzabtastwert zwei Farbdifferenzwerte ergibt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Bereitstellens von Phasenreferenzwerten durch Akkumulieren des Phaseninkrements in Zyklen von 360 Grad ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, das ferner gekennzeichnet ist durch: Bestimmen einer Soll-Abtastrate in Reaktion auf eine aktive Zeilenperiode einer Anzeige und auf eine Anzahl von anzuzeigenden Pixeln pro Zeile; und Auswählen der ersten und der zweiten ganzen Zahl in Reaktion auf die Soll-Abtastrate.