DE69717129T2 - Fernsehsystem zur darstellung eines haupt- und eines hilfsbildes mit farbfehlerkorrektur - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Fernsehsysteme und insbesondere auf Fernsehsysteme, die in der Lage sind, ein Videosignal zur Anzeige eines Hauptbildes und eines Hilfsbildes zu erzeugen. Es sind Fernsehsignal-Verarbeitungssysteme bekannt, die ein Videosignal erzeugen, das bei Anzeige auf einer Anzeigevorrichtung ein Bild erzeugt, das ein Hauptbild enthält, in das ein Hilfsbild eingefügt ist (Bild-in-Bild oder PIP) oder neben dem Hauptbild angezeigt wird (Bild-außerhalbdes-Bildes oder POP). Die beiden angezeigten Videobilder sind üblicherweise Videosignalen zugeordnet, die von verschiedenen Videoquellen abgeleitet sind (z. B. eines von einem ersten Tuner, der auf eine Station abgestimmt ist, und eines von einem zweiten Tuner, der auf eine andere Station abgestimmt ist, oder von einer Videoquelle, wie einem Video-Kassettenrecorder oder einem Laser-Plattenspieler).
• Um den oben beschriebenen PIP- oder POP-Effekt zu erzeugen, wird das Hilfsbild-Videosignal im allgemeinen in Luminanz- Informationen und Farbdifferenz-Informationen dekodiert (demoduliert) und dann zur Anpassung an das Hauptbild-Videosignal neu kodiert. Diese Neukodierung ist besonders im Chrominanzkanal kritisch, wo die Sättigung (Pegel) und der Farbton (Phase) des Hilfsbildes durch das (und daher in Abhängigkeit von dem) Burst- Signal von dem Hauptsignal moduliert wird, um die richtige Sättigung und Farbtönung aufrechtzuerhalten, wenn das kombinierte (Haupt- und Hilfs-)Signal durch den Haupt-Chrominanz-Dekodierer dekodiert wird.
• Ein bekanntes Fernsehsystem 100 mit einem modulierten Chrominanz-PIP-System ist in Fig. 1 dargestellt. Eine Haupt- Luma/Chroma-Trennstufe 104 ist mit einer Haupt-Videoquelle 102 verbunden und erzeugt getrennte Haupt-Luminanz-Komponenten YM und Haupt-Chrominanz-Komponenten CM. Eine Hilfs-Luma/Chroma- Trennstufe 110 ist mit einer Hilfs-Videoquelle 108 verbunden und erzeugt getrennte Hilfs-Luminanz-Komponenten YA und Hilfs- Chrominanz-Komponenten CA. Die Hilfs-Chrominanz-Komponente CA wird unter Verwendung der Hilfs-Burst-Referenz durch den Chrominanz-Demodulator 112 demoduliert, um Farbdifferenz-Signale R-Y und B-Y zu bilden. Die Farbdifferenz-Signale R-Y und B-Y werden dann durch einen PIP-Prozessor 114 verarbeitet (z. B. komprimiert) und einem Chrominanz-Modulator 118 zugeführt. Der Chrominanz-Modulator 118 moduliert die Differenzsignale unter Verwendung der Haupt-Burst-Referenz neu, um das Chrominanz- Komponenten-Signal CA zu bilden. Das neu modulierte Chrominanz- Komponenten-Signal CA und das Hilfs-Luminanz-Signal YA werden dem Overlay-Schalter 106 zugeführt.
• Der Overlay-Schalter 106 kombiniert die beiden Gruppen von Videosignal-Komponenten YM, CM und YA, CA in eine Gruppe von kombinierten Videosignal-Komponenten Y, C. Das kombinierte Chrominanzsignal C wird unter Verwendung der Haupt-Burst-Referenz durch den Chrominanz-Demodulator 118 demoduliert, um kombinierte Farbdifferenz-Signale R-Y und B-Y zu bilden. Die kombinierten Farbdifferenz-Signale R-Y und B-Y und das kombinierte Luminanzsignal Y werden einer Matrix-Prozessor- und Ansteuerschaltung 120 zugeführt, die darauf ansprechend Anzeige-Ansteuerungssignale R, G und B erzeugt.
• In dem obigen System verwendet der Demodulator 118 Timing- (Synchronisations)-Informationen und eine Farb-Referenz (Burst) aus den Haupt-Luminanz- und -Chrominanz-Komponenten, um die kombinierten Luminanz- und Chrominanzsignale zu verarbeiten, weil die Timing- und Farbreferenz-Informationen aus den Hilfs- Luminanz- und -Chrominanz-Komponenten während der Hilfssignal- Verarbeitung entfernt werden. Der Chroma-Demodulator 118 kann eine Farb-Killer-Schaltung zur Unterdrückung von Chroma- Artefakten (z. B. Konfetti) in monochromen Bildern enthalten. Wenn die Farb-Killer-Schaltung insoweit bestimmt, dass das (Haupt)-Videosignal keinen Burst enthält, dann wird die Schaltung als Folge davon alle Chroma-Informationen abtöten.
• Wenn unglücklicherweise das zur Erzeugung eines Hauptbildes verwendete Videosignal nicht vorhanden oder monochromatisch ist und keine Farbinformationen enthält (oder die Informationen rauschbehaftet oder sonst unbrauchbar sind), dann werden sowohl das Hauptbild als auch das Hilfsbild als Schwarz-Weiß-Bilder angezeigt, selbst wenn das Hilfs-Videosignal Farbinformationen enthält. Beispielsweise muss das Hauptbild-Videosignal kein Burst-Signal enthalten (z. B. ein Schwarz-Weiß- oder monochromes Signal), oder das Burst-Signal kann sehr klein oder verzerrt sein (z. B. Rauschzustände, ernste Antennen- oder Tuner- Verzerrung (tilt) über dem Video-Band. Diese Zustände können Farbverluste bei dem Hilfsbild verursachen.
• EP-A-0 555 756 offenbart ein System für die Verarbeitung von Videosignalen von verschiedenen Systemen, ohne eine einen Hilfsträger erzeugende Schaltung für die Farb-Demodulation für jedes System vorzusehen. Insbesondere offenbart EP-A-0 555 756 eine Vorrichtung, die eine Einheit zum Herausziehen eines ersten Hilfsträgers aus einem ersten Videosignal, eine Einheit zum Herausziehen eines zweiten Chrominanzsignals und eines zweiten Bursts aus einem zweiten Videosignal und eine Einheit zum Demodulieren des zweiten Chrominanzsignals und des zweiten Bursts auf der Basis des ersten Hilfsträgers, und zur Verarbeitung des demodulierten zweiten Chrominanzsignals und des zweiten Bursts umfasst, um ein umgewandeltes Farbsignal zu erzeugen. EP-A-0 555 756 bezieht sich jedoch nicht auf eine Situation, bei der das erste Videosignal weniger als einen vorbestimmten Pegel an Chrominanz-Informationen enthält.
• Die Erfindung erkennt, dass das Problem eines Verlustes von Farbe in einem PIP-Bild bei Empfang eines monochromatischen Hauptbildes auf einer gemeinsamen Signalverarbeitungs-Schaltung beruht, die anfällig für das Sperren einer Farbbild-Komponente eines Hilfs-Videosignals ist, wenn das Haupt-Videosignal monochromatisch ist oder zu sein scheint.
• Eine Steuereinheit erzeugt eine Ersatz-Farbbild-Komponente in Abhängigkeit von der Feststellung eines monochromatischen Hauptsignals. Auf diese Weise erlaubt die Erfindung die Anzeige eines PIP- oder POP-Bildes in Farbe, selbst wenn das Hauptsignal monochromatisch ist, rauschbehaftete oder geschwächte Chrominanz-Informationen hat oder nicht vorhanden ist.
• Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:
• Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bekannten modulierten Chrominanz-Bild-in-Bild-(PIP)- Fernsehgerätes;
• Fig. 2 ein Blockschaltbild eines die Erfindung verkörpernden Fernsehgerätes;
• Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild eines Burst-verkoppelten Taktes, das für die Verwendung bei dem Gerät von Fig. 2 geeignet ist;
• Fig. 4 ein detailliertes Blockschaltbild eines Burst-Abtast-Akkumulators, das für die Verwendung bei dem Gerät von Fig. 2 geeignet ist; und
• Fig. 5 ein detailliertes Blockschaltbild eines Phasen- und Größenrechners, der für die Verwendung bei dem Gerät von Fig. 2 geeignet ist.
• Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Abbildungen verweisen auf gleiche oder ähnliche Elemente.
• Fig. 2 zeigt ein Fernsehgerät 200, das die Erfindung verkörpert und eine erste Videoquelle 202 zur Erzeugung eines ersten zusammengesetzten Videosignals CV1 und eine zweite Videoquelle 208 zur Erzeugung eines zweiten zusammengesetzten Videosignals CV2 und eine s-Videoquelle (d. h. hohe Bandbreite) 225 zur Erzeugung eines s-Videosignals enthält, das getrennte Luminanz- Komponenten SY und Chrominanz-Komponenten SC aufweist. Eine Videosignal-Verarbeitungseinheit 1000 verarbeitet die drei Videosignale, um ein Ausgangs-Chrominanzsignal YO und ein Ausgangs- Chrominanzsignal CO zu bilden. Das Ausgangs-Chrominanzsignal CO wird durch die Chrominanz-Demodulationseinheit 218 demoduliert. Der Ausgang der Chrominanz-Demodulationseinheit 218 und das Ausgangs-Luminanzsignal YO werden von einer Matrix-Prozessor- und Ansteuereinheit 220 verarbeitet, um RGB-Signale zur Ansteuerung einer Anzeigeeinheit 222 zu erzeugen.
• Für Fernsehempfänger-Anwendungen können erste und zweite Videoquellen 8 und 9 zum Beispiel jeweils einen konventionellen Tuner, HF-Verstärker und Detektor enthalten. Die Quellen können auch Basisband-Videoeingänge enthalten. Für Fernseh-Monitor- Anwendungen kann der Tuner fortgelassen werden. Die Demodulations-Einheit 218, Matrix-Verarbeitungs- und Ansteuerschaltung 220, Anzeigeeinheit 222 und die zugeordnete Steuerschaltung können von üblicher Ausbildung sein, und Einzelheiten von ihnen werden weitgehend fortgelassen.
• Bei der beispielsweisen Ausführungsform von Fig. 2 ist die Videosignal-Verarbeitungseinheit 1000 eine digitale Signalverarbeitungs Einheit, die zum Beispiel eine einzige integrierte Schaltung sein kann. Die Videosignal-Verarbeitungs-Einheit 1000 enthält einen Haupt-Videosignal-Verarbeitungskanal zur Erzeugung eines Haupt-Videosignals YM, CM und einen Hilfs-Videosignal- Verarbeitungskanal zur Erzeugung eines Hilfs-Videosignals YA, CA, einen Schalter 206 zum wahlweisen Zusammenführen der Haupt- Videosignale YM, CM und der Hilfs-Videosignale YA, CA, um das Ausgangssignal YO, CO zu bilden. Der Schalter 206 wird durch eine Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert, um ein Ausgangs- Videosignal YO, CO zu bilden, das bei der Anzeige ein Bild erzeugt, das ein Hauptbild mit einem darin eingefügten Hilfsbild (PIP) oder ein neben dem Hauptbild angeordnetes Hilfsbild (POP) enthält. Der Schalter kann natürlich auch nur ein Videosignal für die Anzeige durchlassen.
• Die Videosignal-Verarbeitungs-Einheit 1000 enthält einen Summierungsverstärker 227, der die getrennten Luminanz- Komponenten SY und Chrominanz-Komponenten SC eines s- Videosignals empfängt und darauf ansprechend ein drittes zusammengesetztes Videosignal CVS erzeugt. Das das s-Videosignal darstellende zusammengesetzte Videosignal CVS und das erste zusammengesetzte Videosignal CV1 und das zweite zusammengesetzte Videosignal CV2 werden einem Haupt-Auswahlschalter 201 und einem Hilfs-Auswahlschalter 203 zugeführt. Die Auswahlschalter werden durch eine Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert.
• Die Videosignal-Verarbeitungs-Einheit 1000 enthält einen Burst-verkoppelten Takt 300, der mit dem Burst-Referenz-Signal des Haupt-Videosignals TVM phasenverkoppelt ist und ein erstes Taktsignal 1Fc erzeugt, das im wesentlichen dieselbe Frequenz (etwa 3,58 MHz) wie der Haupt-Burst hat, und ein zweites Taktsignal 4Fc, das etwa die vierfache Frequenz (14.32 MHz) der Burst-Frequenz hat. Diese beiden Taktsignale dienen zur Synchronisierung der verschiedenen Elemente innerhalb der Videosignal- Verarbeitungs-Einheit 1000. Der Burst-verkoppelte Takt ist in der Schaltung des Schwarz- und Weiß-(B&W)-Detektors 250 enthalten und wird in Einzelheiten später beschrieben.
• Die Videosignal-Verarbeitungs-Einheit 1000 enthält einen Timing-Generator 280, der verschiedene Timing-Signale erzeugt und in der ganzen Videosignal-Verarbeitungs-Einheit verwendet wird. Der Timing-Generator 280 ist mit dem Taktsignal 4Fc von dem Burst-verkoppelten Takt 300 und mit dem Ablenk-Timing-Signal DEF von der Anzeige-Ansteuerstufe 300 synchronisiert, um eine Anzahl von Timing-Signalen zu erzeugen, einschließlich Horizontal- Synchronsignale (HS), Vertikal-Synchronsignale (VS), Burst- Auftastsignale (BG) und geschlossene-Burst-Auftast-Signale (BG CLOSED).
• Der Haupt-Videosignal-Verarbeitungskanal der Video- Verarbeitungs-Einheit 1000 umfasst einen Haupt-Wahlschalter 201, der eines von dem ersten zusammengesetzten Videosignal CV1, dem zweiten zusammengesetzten Videosignal CV2 und dem dritten zusammengesetzten Videosignal CVS einem Analog/Digital-(A/D)-Wandler 207 zuführt. Der A/D-Wandler 207 tastet das ausgewählte zusammengesetzte Haupt-Videosignal mit einer Abtastrate von etwa dem Vierfachen der Farb-Hilfsträger-Frequenz ab, um einen Video- Datenstrom zu erzeugen, das Haupt-Videosignal CVM. Das Abtast- Taktsignal 4Fc ist mit der Burst-Referenz des ausgewählten Hauptsignals durch einen Burst-verkoppelten Takt 300 phasenverkoppelt, was in Fig. 3 dargestellt ist und später beschrieben wird. Das Haupt-Videosignal CVM wird einer Luma/Chroma- Abtrennstufe zugeführt, die als Kammfilter 204 veranschaulicht ist und einem B&W-Detektor 250.
• Der B&W-Detektor 250 bestimmt, ob das Haupt-Videosignal CVM ein Farb-Videosignal ist, in dem bestimmt wird, ob zum Beispiel das Haupt-Videosignal CVM eine Farb-Referenz (Burst) enthält. Der B&W-Detektor 250 erzeugt ein Ausgangssignal MAIN = B&W, das das Vorhandensein (0) oder das Fehlen (1) einer gültigen Farb- Information in dem Haupt-Videosignal CVM anzeigt.
• Ein Kammfilter 204 trennt das Haupt-Videosignal CVM in eine Haupt-Luminanz-Komponente YM und eine Haupt-Chrominanz- Komponente CM. Die Haupt-Luminanz-Komponente YM wird in eine analoge Luminanz-Komponente YM durch eine Digital/Analog-(D/A)- Wandler 209 umgewandelt. In Abhängigkeit von einer Steuereinheit (nicht dargestellt) führt ein Schalter 290a wahlweise entweder die Haupt- (analoge) Luminanz-Komponente YM oder die s-Video- Luminanz-Komponente SY dem Overlay-Schalter 206 als Haupt- Luminanzsignal YM zu.
• Die Haupt-Chrominanz-Komponente CM wird einem Schalter 270 zugeführt, der auf das Ausgangssignal MAIN = B&W des B&W- Detektors 250 anspricht. Wenn das Ausgangssignal MAIN = B&W des Detektors 250 anzeigt, dass das Haupt-Videosignal CVM ein Farbsignal ist, führt der Schalter 250 die Haupt-Chrominanz- Komponente CM des Haupt-Videosignals CVM einem D/A-Wandler 275 zu. Wenn das Ausgangssignal MAIN = B&W des B&W-Detektors 250 anzeigt, dass das Haupt-Videosignal CVM kein Farbsignal ist, führt der Schalter 270 ein Ersatz-Chroma-Signal CMS dem D/A-Wandler 275 zu. Der D/A-Wandler 275 wandelt das ausgewählte Chrominanzsignal (CM oder CMS) in ein analoges Chrominanzsignal CM um. Ein Schalter 290b führt wahlweise entweder die Haupt- (analoge) Chrominanz-Komponente CM oder die s-Video-Chrominanz-Komponente SC dem Overlay-Schalter 206 als Haupt-Chrominanzsignal CM zu. Der Schalter 290 wird durch eine Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert.
• Das Ersatz-Chroma-Signal CMS umfasst zum Beispiel ein Farbsignal mit einer Null-Amplitude mit einer 3,58 MHz-Burst- Referenz, das durch eine Ersatz-Chroma-Einheit 265 erzeugt wird. Die Ersatz-Chroma-Einheit 265 umfasst einen Schalter 260, der auf das Burst-Auftast-Signal BG von der Timing-Einheit 280 anspricht. Das Burst-Auftast-Signal BG wird mit dem ausgewählten Haupt-Videosignal CVM synchronisiert und ist nur während des Teils hoch, der der hinteren Schwarzschulter jedes Horizontal- Austastimpulses entspricht. Das Ersatz-Chrominanzsignal CMS wird durch Zuführung eines Ersatz-Burst-Referenz-Signals (dem 1Fc- Takt) zu dem Schalter 270 während des Burst-Teils des Haupt- Videosignals und durch Zuführung eines Ersatz-Farbsignals (einem Chrominanzwert mit null Amplitude) zum Schalter 270 während des betrachtbaren Teils des Haupt-Videosignals gebildet.
• Wenn der B&W-Detektor 250 anzeigt, dass das Haupt- Videosignal CVM kein Farbsignal ist, dann wird der 3,58 MHz- Burst des Ersatz-Chrominanzsignals CMS durch den Chroma- Demodulator 218 verwendet, um das Ausgangs-Chrominanzsignal CO zu demodulieren. Es ist wichtig zu bemerken, dass eine Farb- Killer-Schaltung (nicht dargestellt) innerhalb des Chrominanz- Demodulators 218 die Farbinformation des empfangenen (d. h. CO)- Signals unterdrückt, wenn der Burst fehlt. Umgekehrt unterdrückt die Farb-Killer-Schaltung nicht die Farbinformation, wenn ein Burst vorhanden ist. Daher muss das Ersatz-Chrominanzsignal CMS auch eine gültige Amplituden-Information (Farbsättigung) enthalten. Um die Anzeige von unerwünschten Farb-Artefakten in dem Haupt-Schwarz/Weiß-Bild zu verhindern, hat das Ersatz-Chroma- Signal CMS während des Nicht-Burst (d. h. angezeigten) Teils eine Amplitude von null.
• Der Hilfs-Video-Verarbeitungskanal der Video-Verarbeitungs- Einheit 1000 umfasst einen Hilfs-Wahlschalter 203, der von den zusammengesetzten Videosignalen CV1, CV2 und CVS eines dem A/D- Wandler 205 zuführt. Der A/D-Wandler 205 tastet das ausgewählte zusammengesetzte Hilfs-Videosignal mit einer Abtastrate von etwa dem Vierfachen der Farb-Hilfsträger-Frequenz ab, um einen Video- Datenstrom, das Hilfs-Videosignal CVA, zu erzeugen. Das Hilfs- Videosignal CVA wird einer Luma-Chroma-Abtrennschaltung 210 zugeführt (z. B. einem Tiefpassfilter und einem Bandpassfilter), die das ausgewählte Hilfs-Videosignal CVA in eine Hilfs- Luminanz-Komponente YM und eine Hilfs-Chrominanz-Komponente CM trennt.
• Die Hilfs-Chrominanz-Komponente CA wird einer Chroma- Dekodierer-(d. h. Demodulator)-Einheit 212 zugeführt, wo sie dekodiert wird, um Farbdifferenz-Vektoren (B-Y)A und (R-Y)A zu bilden. Der Chroma-Kodierer 212 kann in genormter Weise ausgeführt werden, wobei die Burst-Referenz der Hilfs-Chrominanz- Komponente CA verwendet wird. Die beispielsweise Ausführungsform der Video-Verarbeitungs-Einheit 1000 enthält jedoch eine Taktquelle, die mit der Burst-Referenz des Haupt-Videosignals CVM verkoppelt ist. Als solcher arbeitet der Chrominanz-Dekodierer 212 in asynchroner Weise in Bezug auf die Burst-Referenz des Hilfs-Chrominanzsignals CA. Eine beispielsweise Schaltung zur Erzeugung dieser Funktion ist in dem US-Patent 4,558,348 beschrieben.
• Die Hilfs-Luminanz-Komponente YA und die Farbdifferenz- Signale (B-Y)A und (R-Y)A werden der PIP-Kompressions- und Speichereinheit 214 zugeführt, die die Signale YA, (B-Y)A, (R-Y)A unter Verwendung beispielsweise einer Unter-Abtast-Technik komprimiert und die komprimierten Signale YA, (B-Y)A, (R-Y)A in einem Speicher speichert. Um ein PIP-Bild zu erzeugen, wird das Hilfs- Videosignal YA, (B-Y)A, (R-Y)A sowohl einer horizontalen Kompression (d. h. einer Verminderung der Zahl von Bildelementen pro Zeile) als auch einer vertikalen Kompression (d. h. einer Verminderung der Zahl von Zeilen pro Halbbild) unterworfen. Um ein Seite-an-Seite-(POP)-Bild zu erzeugen, kann das Hilfs- Videosignal YA, (B-Y)A, (R-Y)A einer Kompression in nur einer Achse, z. B. horizontal, unterworfen werden, wobei das POP-Hilfs- Bild die volle Auflösung in der anderen Achse (z. B. der vertikalen Achse) beibehält (keine fehlenden Zeilen).
• Die komprimierten Farbdifferenz-Signale (B-Y)A, (R-Y)A werden einer Chrominanz-Kodierer-(d. h. Modulator)-Einheit 216 zugeführt, die die Signale unter Verwendung der Haupt-Burst-Referenz kodiert, um ein komprimiertes Hilfs-Chrominanzsignal CA zu bilden.
• Das komprimierte Hilfs-Chrominanzsignal CA wird einem multiplizierenden D/A-Wandler 221 zugeführt, der ein analoges komprimiertes Hilfs-Chrominanzsignal CA erzeugt. Der Sättigungspegel des Hilfs-Chrominanzsignals CA wird durch Änderung des Gewinn- Terms PIP C DAC GAIN des multiplizierenden D/A-Wandlers 221 eingestellt.
• Das Hilfs-Luma/Chroma-Signalpaar YA,CA wird dem Schalter 206 zusammen mit (wie zuvor beschrieben) dem Haupt-Luma/Chroma- Signalpaar YM,CM zugeführt. Der Schalter 206 wird durch eine Steuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert, um wahlweise die Haupt-YM,CM- und Hilfs-YA,CA-Luma/Chroma-Signalpaare in ein Ausgangs-Luma/Chroma-Signalpaar YO,CO zu kombinieren, das bei Verarbeitung und Anzeige den gewünschten PIP- oder POP-Effekt erzeugt. Der Schalter 206 kann einen PIP-Effekt auf der Anzeige 222 durch Zuführung des Haupt-Luma/Chroma-Signalpaars YM,CM zu der Demodulations-Einheit 218 und der Matrix-Einheit 220 während des Teils der Zeit erzeugen, in dem das Hauptbild angezeigt werden soll, und durch Zuführung des Hilfs-Luma/Chroma-Signalpaares YA,CA zu der Demodulations-Einheit 218 und der Matrix-Einheit 220 während des Teils der Zeit, in dem das kleine (PIP) Bild angezeigt werden soll.
• Die Demodulations-Einheit 218 demoduliert das Ausgangs- Chrominanzsignal CO aus der Videosignal-Verarbeitungs-Einheit 1000, um Farbdifferenz-Signale (B-Y)O und (R-Y)O zu erzeugen. Das Luminanz-Ausgangssignal YO und die Farbdifferenz- Ausgangssignale (B-Y)O und (R-Y)O werden einer Matrix- und Ansteuer-Einheit 220 zugeführt, um die RGB-Signale für die Anzeigeeinheit 222 zu erzeugen.
• Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass der Chroma- Demodulator 218 die Burst-Referenz des Haupt-Luma/Chroma- Signalspaars YM,CM für die Demodulation des Ausgangs- Luma/Chroma-Signalpaars YO,CO der Videosignal-Verarbeitungs- Einheit 1000 verwendet. Wenn das Haupt-Luma/Chroma-Signal keinen Burst enthält (z. B. monochromes Videosignal), dann ist der Chroma-Demodulator 218 nicht in der Lage, die in dem Hilfs- Luma/Chroma-Signalpaar YA,CA enthaltene Farbinformation zu demodulieren. Daher ist das in Fig. 2 beschriebene Fernsehgerät 200 ohne das Ersatz-Chroma-Signal CMS, wie zuvor beschrieben, nicht in der Lage, ein Farb-PIP- (oder POP-)Bild bei einem monochromen Hauptbild zu erzeugen.
• Die Erfindung spricht das oben erwähnte Problem durch Feststellung an, ob das Hauptbild monochrom ist, durch Erzeugung eines Chroma-Ersatzsignals CMS mit einer Burst-Referenz und durch Ersetzen des Haupt-Chroma-Signals durch das Ersatzsignal.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nun der B&W-Detektor 250 in Einzelheiten erläutert. Der B&W-Detektor 250 empfängt die Chrominanz-Komponente CM des Haupt-Videosignals CVM aus dem Kammfilter 204, bestimmt, ob das Haupt-Videosignal CVM ein Farb- Videosignal ist, und erzeugt ein Ausgangssignal MAIN = B&W, das anzeigt, ob das Haupt-Videosignal CVM schwarz-weiß ist oder nicht. Der B&W-Detektor 250 enthält einen Burst-Akkumulator (oder einen Quadratur-Phasendetektor) 400, der die korrigierten Abtastungen des Haupt-Chrominanzsignals CM mit geradzahliger und ungeradzahliger Polarität sortiert und zusammenfasst, die während des Burst-Intervalls in einer ersten Gruppe von Abtastungen X (die bei den Burst-Spitzen auftreten), und bei einer Quadratur-Gruppe von Abtastungen Y auftreten (die bei den Burst-Null- Durchgängen auftreten). Die Bezifferungen X und Y stellen die Burst-Vektor-Koordinaten in einem kartesischen (rechteckigen) Koordinatensystem dar. Ein beispielsweiser Akkumulator ist in Fig. 4 dargestellt und wird später beschrieben.
• Die X- und Y-Koordinaten des Burst-Vektors werden dann einem Phasen- und Größen-Rechner 500 zugeführt (einem Wandler von Rechteck-in-Polar-Koordinaten), der die XY-Koordinaten aus rechteckiger in Polar-Koordinaten-Form (R, φ) umwandelt, die einen Größen-Term R und einen Phasenwinkel-Term (φ) hat. Eine Annäherung zur Erzeugung dieser Umwandlung würde darin bestehen, die X- und Y-Werte den Adressen-Eingängen eines Festspiechers X- und Y-Werte den Adressen-Eingängen eines Festspeichers (ROM) zuzuführen, der mit entsprechenden Radius- und Winkelwerten programmiert ist. Eine solche Anordnung würde jedoch einen verhältnismäßig großen Speicher erfordern. Eine bei der beispielsweisen Ausführungsform verwendete Lösung beseitigt die Notwendigkeit für einen großen Speicher, indem die Winkel unter Verwendung von trigonometrischen Sinus-, Cosinus- oder Tangens-Annäherungen berechnet werden. Fig. 5 ist ein Beispiel eines solchen Koordinatensystem-Wandlers (Rechteck in Polar) und wird später in Einzelheiten näher erläutert.
• Der Größen-Term R wird einem Filter 215 zugeführt, das an einem Ausgang einen gefilterten Größen-Term Ravg liefert. Das Filter 215 verbessert die Systemfunktion, indem Fehler, die durch falsche oder irrtümliche Größen-Terms erzeugt werden, durch Rekursiv-Filterung des Größen-Terms R vermindert werden, wodurch ein fortlaufender Durchschnitt Ravg der kürzlichsten Größen-Terms geliefert wird. Eine geeignete Ausführung des Filters 215 würde zum Beispiel ein Rekursiv-Filter sein, das einen fortlaufenden Durchschnitt der acht kürzlichsten Größen-Terms liefert.
• Der gefilterte Größen-Term Ravg wird dann einem Eingang B eines digitalen Komparators 213 zugeführt. Ein Schwellwert- Pegel-Signal, das von einer NO-BURST-Schwellwert-Pegel- Signalquelle 211 geliefert wird, wird einem Eingang A des digitalen Komparatorts 213 zugeführt. Der Komparator 213 erzeugt ein im wesentlichen Zwei-Pegel-Ausgangssignal MAIN = B&W, das auf einen niedrigen Pegel (d. h. null) gesetzt wird, wenn das Signal am Eingang B (Ravg) größer ist als das Signal am Eingang A (Schwellwert). Der Schwellwert-Pegel, der einstellbar sein kann, stellt einen minimalen Größen-Pegel eines gültigen Bursts dar. Wenn die Größe von Ravg kleiner als die Größe des Schwellwert- Pegels ist, dann erzeugt der Ausgang des Komparators 213 ein hohes Ausgangssignal MAIN = B&W, das anzeigt, dass das Haupt- Videosignal CVM kein Farbsignal ist. Ein niedriges Ausgangssignal zeigt an, dass das Haupt-Videosignal CVM ein Farbsignal ist.
• Ein korrekter Hilfs-Bild-Sättigungspegel (d. h. blass zu hell) kann durch Einstellung des Hilfs-Sättigungspegels gemäß der Haupt-Burst-Amplitude erzeugt werden. Bei der beispielsweisen Ausführungsform wird dies durch Zuführung des Haupt-Burst- Pegels (Ravg) zu dem multiplizierenden D/A-Wandler 221 als Verstärkungs-Term PIP C DAC GAIN erreicht.
• Wenn das Haupt-Videosignal CVM ein Farb-Videosignal ist, führt ein Schalter 217 den gefilterten Größen-Term Ravg dem D/A- Wandler 221 als Verstärkungs-Bezugssignal PIP C DAC GAIN zu. Wenn das Haupt-Videosignal CVM kein Farb-Videosignal ist, führt der Schalter 217 einen Ersatz-(festen oder einstellbaren) Größen-Term AUX SAT LEVEL (ein Pegel, der beispielsweise einem 40 IRE-Burst entspricht) dem D/A-Wandler 221 als Verstärkungs- Bezugssignal PIP C DAC GAIN zu. Der Ersatz-Größen-Term wird so ausgewählt, dass ein Sättigungspegel in dem Farb-Hilfsbild erzeugt wird, der gleich dem nominalen Sättigungspegel in dem Hauptbild ist, wenn das Hauptbild ein Farbbild war.
• Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform eines Burst-verkoppelten Taktgebers 300. Der Zweck des Burst- verkoppelten Taktgebers ist die Erzeugung von zwei Ausgangs- Taktsignalen, die mit der Burst-Referenz des Haupt-Videosignals CVM in einer ersten (verkoppelten) Betriebsart verkoppelt sind. Das erste Signal 1Fc hat eine Frequenz, die gleich der Frequenz des Haupt-Bursts (Hilfsträger) ist, etwa 3,58 MHz. Das zweite Signal 4Fc hat eine Frequenz, die gleich dem Vierfachen der Haupt-Burst-(Hilfsträger)-Frequenz ist, etwa 14,32 MHz. Diese beiden Taktsignale werden während der ganzen Videosignal- Verarbeitungs-Einheit 1000 z. B. für Timing- und Abtastzwecke verwendet. Wenn es keine Haupt-Burst-Referenz gibt (d. h. das Haupt-Videosignal ist schwarz-weiß), dann arbeitet der Burst- verkoppelte Takt in einer zweiten (nicht verkoppelten oder "frei laufenden" Betriebsart. Bei der zweiten Betriebsart wird der 1Fc-Takt auf eine nominale Frequenz von 3,58 MHz festgelegt. Das 4Fc-Taktsignal ist noch ein genaues Vielfaches des Vierfachen des 1Fc-Taktsignals.
• Der Burst-verkoppelte Taktgeber 300 empfängt den Phasenwinkel-Term φ, der durch den Phasen- und Größen-Rechner 500 erzeugt wird. Dieser Begriff φ wird einer Addierstufe 303, einem Frequenzfehler-Detektor 301 und einem Verkoppelungs-Detektor 302 zugeführt. Der Ausgang des Verkoppelungs-Detektors 302 wird einem Schalter 304 zugeführt, der den Frequenzfehler-Ausgang des Detektors 301 einem anderen Eingang der Addierstufe 303 zuführt, wenn der Verkoppelungsdetektor anzeigt, dass das System nicht verkoppelt ist. Der Frequenzfehler-Detektor misst die Änderungsrate des Phasen-Signals φ von Zeile zu Zeile und ist im wesentlichen ein Differentiator und kann durch Speicherung der Phase einer vorhergehenden Zeile in einer Latch-Vorrichtung und Subtrahieren der gegenwärtigen und vorhergehenden Phasenwerte ausgeführt werden, um die Ableitung in Bezug auf Zeit zu erhalten.
• Da die Ableitung der Phase in Bezug auf die Zeit gleich der Frequenz ist, ist der Ausgang des Frequenzfehler-Detektors proportional zum Frequenzfehler, wenn das System nicht verkoppelt ist. In diesem Nicht-Verkoppelungs-Zustand setzt der Verkoppelungs-Detektor 202 den Schalter 304 in die Lage, das Frequenzfehler-Signal dem Phasenwinkel-Signal φ in der Addierschaltung 303 hinzuzufügen. Diese "Vermehrung" des Phasenwinkel-Signals, wenn die Schleife nicht verkoppelt ist, wurde als erwünscht gefunden, um die Geschwindigkeit der Phasenverkoppelung zu verbessern. Nach einer Verkoppelung öffnet jedoch der Verkoppelungs- Detektor 302 den Schalter 304, wobei das Frequenzfehler-Signal von der Addierstufe 301 entfent wird, und anschließend erfolgt die Phasensteuerung allein mittels des Phasenwinkel-Signals φ.
• Der Ausgang der Addierstufe 303 umfasst - wie oben erwähnt - das Burst-Phasenwinkel-Signal φ, wenn das System verkoppelt ist (Schalter 304 offen) und umfasst die Summe des Burst- Phasenwinkel-Signals φ und des Frequenzfehler-Signals, wenn das System nicht verkoppelt ist. Das Addierstufen-Ausgangssignal wird einer Begrenzerschaltung 305 zugeführt, die eine Begrenzung erzeugt wie nachfolgend beschrieben wird. Das Begrenzersignal wird einem Multiplizierer 308 mit binärer Rate zugeführt.
• Der Zweck des Multiplizierers 308 mit binärer Rate ist die Erzeugung von Stromimpulsen zum Laden und Entladen eines Kondensators in einen Schleifenfilter (nicht dargestellt) innerhalb eines spannungsgesteuerten Kristalloszillators (VCXO) 309 und dabei zur Steuerung der Frequenz der Schwingung des VCXO 309. Die Zahl oder Rate der Erzeugung von Stromimpulsen ist proportional zum Phasenwinkel-Signal φ. In Abhängigkeit von der Größe des Phasenwinkel-Signals φ erzeugt der Multiplizierer 308 mit binärer Rate positive Stromimpulse zum Laden des Schleifenkondensators und zur Erhöhung der VCO-Frequenz, oder negative Stromimpulse für die Entladung des Schleifenkondensators und zur Verminderung der VCO-Frequenz. Bei Verkoppelung nähert sich die Größe des Phasenwinkel-Signals φ null, und es werden nur genug Impulse erzeugt, um einen verkoppelten Zustand aufrechtzuerhalten.
• Der Grund für die Begrenzung des Phasenwinkel-Signals φ im Begrenzer 305 besteht darin zu verhindern, dass große Phasen- oder Frequenzfehler übermäßig gegenüber dem Einfluss der Schleifenoperation sind. Wenn das System verkoppelt und der Burst- Phasenwinkel größer als ein vorbestimmter minimaler oder begrenzender Wert ist, ist es erwünscht, die Größe des Burst- Phasenwinkel-Signals φ zu begrenzen, um die maximalen Lade- oder Entladeströme, die dem Schleifenkondensator in VCXO 309 zugeführt werden, zu begrenzen. Ein beispielsweiser "begrenzender" Wert bei verkoppeltem System ist ein Phasenwinkel von etwa 3,5º. Bei fehlender Verkoppelung wird der begrenzende Pegel erhöht (durch einen Faktor von 10 oder mehr), um die Geschwindigkeit zur Erzielung einer erneuten Verkoppelung zu verbessern.
• Wie zuvor bemerkt wurde, arbeitet der Burst-verkoppelte Taktgeber, wenn das Haupt-Videosignal CVM ein Schwarz-Weiß- (monochromes)-signal ist (d. h. kein Burst-Signal zur Verriegelung damit hat) in der zweiten oder unverkoppelten Betriebsart. Der Schalter 307 empfängt ein Signal FREE RUN, das dem Ausgangssignal MAIN = B&W des Komparators 213 entspricht. In Abhängigkeit von diesem Signal führt der Schalter 307, wie veranschaulicht, den Inhalt eines programmierbaren Registers 306 dem Binär-Raten-Multiplizierer 308 zu. Der Binär-Raten-Multiplizierer 308 bewirkt seinerseits, dass der VCXO mit einer festen Frequenz arbeitet. Die in dem Register 306 gespeicherten Daten werden berechnet (oder empirisch bestimmt), damit sie Daten sind, die nominal richtige Ausgangs-Takt-Frequenzen 1Fc und 4Fc erzeugen.
• Fig. 4 ist ein detailliertes logisches Diagramm einer geeigneten Ausführung des Burst-Akkumulators (oder Quadratur- Phasendetektors) 400 von Fig. 2. Kurz betrachtet besteht die Funktion des Akkumulators darin, den Burst mit dem Vierfachen der Farb-Hilfsträger-Frequenz (4Fc) abzutasten und somit eine Abtastung für jede 90º des Burst-Signals zu erzeugen. Wenn die Schleife verkoppelt ist, treten die geradzahligen Abtastungen bei den Spitzen des Bursts auf, so dass die "In-Phase"- oder "X"-Abtastungen gebildet werden, und die ungeraden Abtastungen treten bei Achsen-Kreuzungen des Bursts auf, um die "Quadratur- Phasen"- oder "Y"-Abtastungen zu bilden. Zusammen genommen stellen diese beiden Werte X und Y den Burst-Vektor in einem rechteckigen Koordinatensystem dar. Die Funktion des Akkumulators 400 besteht darin, die notwendigen arithmetischen Operationen für die richtige Sortierung und Summierung der Abtastungen einschließlich der Entfernung der Gleichstromkomponente (DC) oder des "Fuß"-Wertes (z. B. rund um den Schwarzpegel) aus den Burst- Abtastungen, die durch den A/D-Wandler 207 erzeugt werden, auszuführen.
• In größeren Einzelheiten sind die Videosignal-Abtastungen CVM, die durch den A/D-Wandler 207 erzeugt werden, in Form von vorzeichenlosen Binärzahlen. Da der Burst während des hinteren Teils des Horizontal-Synchronsignals erscheint, hat er einen Gleichstrom- oder Fußwert rund um den Schwarzpegel. Der genaue Wert kann unbekannt sein oder sich mit der Signalquelle ändern. Um diese Komponente aus den Burst-Messungen zu entfernen, wird das Videosignal CVM von dem A/D-Wandler 207 zunächst aus der vorzeichenlosen Binärzahl in Form eines Zweier-Komplements umgewandelt, indem das bedeutsamste Bit (MSB) mittels eines Inverters 401 invertiert wird. Diese Änderung der arithmetischen Form erleichtert die Addition und Subtraktion von Abtastungen in dem Akkumulator.
• Die Zweier-Komplement-Abtastungen von dem Inverter 401 werden dann einer Addier/Subtraktionsstufe 402 zugeführt, die ein Exklusiv-ODER-Tor 404 und einen Volladdierer 406 umfasst. Die Auswahl von Additions- oder Subtraktions-Betriebsarten wird durch das Taktsignal 1Fc gesteuert, das die Farb-Hilfsträger- Frequenz hat (ein Viertel der 4Fc-Taktrate von VCXO 309). Der Ausgang der Addier/Substraktionsstufe wird in zwei in Reihe geschalteten Latch-Vorrichtungen 410 und 414 gespeichert und zurück zum Addierer-Addend-Eingang geführt. Durch Takten der Latch-Vorrichtungen mit der 4Fc-Abtastrate und Änderung von Addition zur Subtraktion alle zwei Abtastperioden unter Verwendung des 1Fc-Taktes werden die In-Phase-Abtastungen "X" in der Latch- Vorrichtung 410 akkumuliert, und die Quadratur-Phasen- Abtastungen "Y" werden in der Latch-Vorrichtung 414 akkumuliert. Da die Addier/Subtraktionsstufen sich zwischen allen zwei Abtastperioden des 4Fc-Taktes ändern, werden die "X"-Abtastungen abwechselnd addiert und subtrahiert, um den akkumulierten "X"- Wert in der Latch-Vorrichtung 410 zu erzeugen. Es ist die abwechselnde Addition und Subtraktion der X-Wert-Abtastungen (z. B. +X0, -X2, +X4, -X6, +X8, -X10 usw.), was zu einer Löschung der Gleichstrom-Komponente von X führt. Die Burst-Komponente von X wird nicht gelöscht, weil das Burst-"Vorzeichen" oder die Polarität sich abwechselnd alle zwei Abtastungen ändert und sich so die Burst-Abtastungen addieren. Demzufolge sammeln sich die Burst-Abtastungen an, und die Gleichstromkomponente oder der Fuß-Teil der Abtastungen löschen sich einfach aus. Dasselbe Ergebnis ergibt sich bei den Y-Abtastungen.
• Um die X- und Y-Abtastungen nur auf den Burst einzuschränken, wird der Ausgang der Addierstufe 406 (eine 13-Bit-Summe) der Akkumulator-Latch-Vorrichtung 410 über ein Burst-Gate 408 zugeführt, das für 48 der 4Fc-Taktperioden während des Burst- Intervalls jeder Zeile wirksam gemacht wird. Ein typischer Burst (NTSC) hat 8 vollständige Perioden, die 32 Abtastungen des 4Fc- Taktes entsprechen. Das Burst-Gate wird absichtlich wesentlich breiter gemacht als die Burst-Breite, um sicherzustellen, dass alle Burst-Perioden für den Fall von nennenswerten Timing- Fehlern in der Videoquelle erfasst werden.
• Am Ende der Burst-Auftastperiode (48 Abtastungen des 4Fc- Taktes) wird ein geschlossenes Burst-Gate-Signal (geliefert von der Zeitsteuereinheit 280) den Latch-Vorrichtungen 416 und 418 zugeführt, die die akkumulierten Burst-Vektor-Daten X und Y für den Rest der Zeile während der Zeit speichern, in der die Daten in polare Form durch den Phasen- und Größen-Rechner 500 umgewandelt werden, wobei der Größen-Term durch das Filter 215 gefiltert und mit einem Schwellwert-Pegel durch den Komparator 213 verglichen wird, um das Ausgangssignal MAIN = B&W zu erzeugen, das anzeigt, ob das Haupt-Videosignal monochrom oder farbig ist, wie zuvor erläutert wurde.
• Fig. 5 ist ein detailliertes logisches Diagramm, das den Phasen- und Größen-Rechner 500 veranschaulicht, der die rechteckigen X- und Y-Burst-Koordinaten in polare Koordinatenform umwandelt (Größe und Winkel), um die Polar-Umwandlung vorzusehen, werden die X- und Y-Koordinaten von dem Burst-Akkumulator 400 entsprechenden Eingängen einer Vergleichs- und Divisions- Schaltung 510 über entsprechende Einer-Komplement-Schaltungen zugeführt, von denen jede einen Einer-Komplementor oder Inverter (501 oder 503) und einen Multiplex-Schalter (502 oder 504) umfasst, der durch das Vorzeichen-Bit des Eingangssignals gesteuert wird. Dies wandelt die Koordinaten aus dem Zweier-Komplement in vorzeichenlose Binärzeichen zur Erleichterung der nachfolgenden Größen-Vergleiche und Division um. Wenn beispielsweise das Vorzeichen von X gleich "0" ist (Bit 13, das eine positive Zahl anzeigt), werden die verbleibenden 12 Bits der Größe von X unmittelbar zu dem X-Eingang der Schaltung 510 über den MUX 502 durchgelassen. Wenn jedoch das Vorzeichen von X negativ ist (binäre "1", was eine negative Zahl anzeigt), dann führt der MUX- Schalter 502 die komplementierten 12 Größen-Bits dem X-Eingang der Schaltung 510 zu, so dass X in eine vorzeichenlose binäre Form umgewandelt wird. Die Größen-Bits (z. B. 1 bis 12) des Y- Eingangssignals werden in gleicher Weise in vorzeichenlose Form unter Steuerung des Y-Vorzeichen-Bits (Bit 13) für die Zuführung zu dem Y-Eingang der Vergleichs- und Divisions-Schaltung 510 umgewandelt. Wenn jedoch das Vorzeichen von X negativ ist (binäre "1", was eine negative Zahl anzeigt), dann verbindet der MUX- Schalter 502 die komplementierten 12 Größen-Bits mit dem X- Eingang der Schaltung 510, so dass X in vorzeichenlose binäre Form umgewandelt wird. Die Größen-Bits (z. B. 1 bis 12) des Y- Eingangssignals werden in gleicher Weise in vorzeichenlose Form unter Steuerung des Y-Vorzeichen-Bits (Bit 13) für die Zuführung zu dem Y-Eingang der Vergleichs- und Divisions-Schaltung 510 umgewandelt. Intern enthält die Vergleichs- und Divisions- Schaltung 510 einen Größen-Komparator zur Identifizierung des größeren Wertes der X- und Y-Ausgänge als Signal "L" (d. h. "größer"). Das Signal "L" wird zur Darstellung der "GRÖSSE" des polaren Burst-Vektors zur Anwendung bei dem Burst-Pegel-Komparator 213 verwendet.
• Wenn nun die Einzelheiten der polaren Umwandlungsfunktion von Phasen- und Größen-Rechner 500 betrachtet werden, beruht diese Umwandlung auf einer Annäherung, dass für kleine Winkel (z. B. unter 45º) der arcus tangens des Winkels, der durch die rechteckigen Koordinaten X und Y definiert wird, annähernd gleich wie das kleinere von X und Y dividiert durch das größere von X und Y ist. Die Vergleichs- und Divisions-Schaltung 510 enthält einen Größendetektor, wie zuvor erläutert wurde, der die relativen Größen von X und Y bestimmt. Dieser Detektor dient intern zur Ausführung einer Division des kleineren durch das größere Signal (als "S/L" bezeichnet), und diese Nummer dient zur Darstellung der sieben am wenigsten bedeutsamsten Bits des Polarwinkels, der einen Bereich von 45º (1 Oktant) abdeckt. Um einen vollen Kreis (360º) abzudecken, addiert oder subtrahiert der Rechner 500 Winkel von 0, 90 oder 180º in Abhängigkeit von dem Oktant gemäß der folgenden Tabelle 1 (nachfolgend).
• Die Identifizierung von spezifischen Oktanten des Burst- Vektors wird durch ein 3-Bit-Oktant-Identifizierungssignal vorgesehen. Das bedeutsamste Bit B2 umfasst das Vorzeichen-Bit des Eingangssignals "Y". Das zweite bedeutsamste Bit B1 umfasst das Vorzeichen-Bit des Eingangssignals "X". Das am wenigsten bedeutsame Bit B0 umfasst das Exklusiv-ODER (über XOR 512) des Vorzeichen-Bits des Eingangssignals "X" mit dem Ausgang des X < Y Größen-Komparators in der Schaltung 510. Die nachfolgende Tabelle 1 identifiziert die Oktanten 0 bis 7 in Form von diesem Drei-Bit- Code. TABELLE 1
• Genauer gesagt werden die arithmetischen Berechnungen des Burst-Vektor-Winkels im Rechner 500 durch einen Voll-Addierer 520 ausgeführt, der mittels des Exklusiv-ODER-Gatters 514 und des Inverters 522 in der Lage ist, entweder eine Addition oder eine Subtraktion durchzuführen. Zwei Multiplex-Schalter 516 und 518 sind vorgesehen, die das numerische Äquivalent von festen Winkeln von 0, 90 und 180º an einen Eingang der Addierstufe 420 liefern. Durch Auswahl des geeigneten festen Winkels, und durch seine arithmetische Kombination (z. B. Addition oder Subtraktion) mit der arcus tangens-Annäherung des Burst-Winkels (Signal S/L) kann jeder Burst-Winkel in den Oktanten 0 bis 3 dargestellt werden. Die verbleibenden Oktanten 4 bis 7 werden berechnet, indem der entsprechende der Oktanten 0 bis 3 invertiert wird. Dies erfolgt durch das Exklusiv-ODER-Gatter 528, das mit dem Ausgang der Addierstufe 420 verbunden ist.
• Als Beispiel der Berechnung des Burst-Winkels wird angenommen, dass die Vektoren X und Y beide positiv sind und X größer als Y ist. Dies definiert einen Burst-Vektor im Oktanten "0", der zwischen 0 und 45º liegt, und dessen Winkelwert annähernd gleich Y/X ist (dem kleineren geteilt durch den größeren). Wenn X positiv ist, wählt der Multiplex-Schalter 516 die konstante "0" als Ausgang, der null Winkelgraden entspricht. Da angenommen wird, dass X größer als Y ist, ist auch das Komparator-Signal X < Y null, wodurch der Multiplex-Schalter 518 veranlasst wird, den Ausgang des Schalters 516 zu wählen, der 0º ist, wie zuvor bemerkt wurde. Die Addierstufe 522 addiert für diesen Zustand eine Konstante von null (von den Schaltern 516 und 518) zu der arcus tangens-Annäherung (S/L) aus der Vergleichs- und Divisions-Schaltung 510, und da das Vorzeichen von Y null ist (Y ist positiv), liefert der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gatters 528 diesen Wert (+S/L) als Burst-Phasenwinkel &phi;.
• Für unterschiedliche Oktanten addiert die Addierstufe 520 verschiedene Konstanten zu S/L, wie in dem eingefügten gestrichelten Kreis am Addierstufen-Ausgang und auch in der obigen Tabelle 1 dargestellt ist. Beispielsweise ist für einen Burst- Vektor, der im Oktanten 1 liegt, der vollständige Vektor-Winkel der Wert von S/L, subtrahiert von der 90º-Referenz, die vom Schalter 516 geliefert wird. Im Oktanten 2 wird der 90º-Wert dem S/L-Wert hinzugefügt, und im Oktanten 3 wird der Burst-Vektor durch Subtrahieren des S/L-Wertes von 180º bestimmt. Für die verbleibenden Oktanten 4 bis 7 wird der Wert des Burst-Vektors genau wie für die entsprechenden Oktanten 0 bis 3 gefunden, mit der Ausnahme, dass der Ausgang der Addierstufe 520 durch das Exklusic-ODER-Gatter 520 invertiert und somit das Vorzeichen des angezeigten Burst-Phasenwinkels reversiert wird.
• Gemäß Fig. 2 wird der Größen-Term R, der von dem Phasen- und Größen-Rechner 500 erzeugt wird, dem Schwellwert-Komparator 213 über ein Filter 215 (z. B. ein Rekursiv-Filter) zugeführt. Der gefilterte Größen-Term Ravg wird mit einem Schwellwert-Pegel- Signal verglichen, das von einer NO BURST-Schwellwertpegel- Signalquelle 201 geliefert wird. Für Zwecke der Gesamt-System- Einstellung ist die Schwellwert-Quelle 211 programmierbar, um eine Anzahl von Referenz-Werten zu liefern. Beispielsweise sind Burst-Referenzwerte von 16, 32, 64 und 128 verfügbar. In Form von IRE-Signalpegeln entsprechen diese Burst-Amplituden von 1, 2, 4 und 8 IRE-Pegeln. Der Komparator 213 vergleicht das Signal Ravg (das der "größeren" der Vektor-Komponenten X und Y, gemessen durch den Phasen- und Größen-Rechner 500, gleicht) mit dem Burst-Bezugspegel, der von der Schwellwert-Pegelquelle 201 geliefert wird und gibt das MAIN = B&W-Signal aus, wenn das Größen-Signal "L" kleiner als das Burst-Schwellwertpegel-Signal ist. Die Zeitkonstante dieses Burst-Detektors kann verhältnismäßig lang sein (z. B. gleich einer Halbbild-Rate anstatt einer Zeilen-Rate).
• Wie zuvor erwähnt wurde, führt der Schalter 290a wahlweise entweder die Haupt-(analoge)-Luminanz-Komponente YM oder die s- Video-Luminanz-Komponente SY dem Overlay-Schalter 206 als Haupt- Luminanzsignal YM zu. In gleicher Weise führt der Schalter 290b wahlweise entweder die Haupt-(analoge)-Chrominanz-Komponente CM oder die s-Video-Chrominanz-Komponente SC dem Overlay-Schalter 206 als Haupt-Chrominanzsignal CM zu. Beide Schalter sprechen auf eine Steuereinheit an (nicht dargestellt).
• Die Erfinder haben erkannt, dass, wenn das Hauptbild des anzuzeigenden Bildes von der Video-Information abgeleitet wird, die in den s-Videosignalen enthalten ist, es dann wünschenswert ist, die s-Videosignale unmittelbar dem Overlay-Schalter zuzuführen (anstatt eine getrennte Kamm-Version der kombinierten s- Videosignale zu verwenden). Da jedoch die Auflösung des Hilfs- Videosignals dramatisch beispielsweise durch Unterabtastung in der PIP-Kompressions- und Speichereinheit 214 vermindert wird, würde der Durchschnitts-Betrachter keinen nennenswerten Unterschied zwischen einem s-Video-Hilfsbild und einer zusammengesetzten Video-Version des kombinierten s-Video-Hilfsbildes wahrnehmen. Somit enthält die Video-Verarbeitungs-Eheit 1000 kein gleiches Schaltvermögen für den Hilfskanal.
• Die Arbeitsweise des Schalters 290a hängt nur davon ab, ob der s-Video-Eingang für die Verarbeitung durch den Haupt- Verarbeitungs-Kanal ausgewählt wird oder nicht. Wenn das s- Videosignal für die Verarbeitung durch den Haupt-Verarbeitungs- Kanal ausgewählt wird, selbst wenn das s-Videosignal ein Schwarz-Weiß-Signal ist, dann führt der Schalter 290a das s- Video-Luminanzsignal dem Overlay-Schalter 206 zu.
• Die Arbeitsweise des Schalters 290b hängt davon ab, ob der s-Viodeo-Eingang für die Verarbeitung durch den Haupt- Verarbeitungs-Kanal ausgewählt wird oder nicht, und ob das s- Videosignal ein Farbsignal ist oder nicht. Wenn der s-Video- Eingang nicht für die Verarbeitung durch den Haupt- Verarbeitungs-Kanal ausgewählt wird, dann verarbeitet der Hauptkanal den ausgewählten Video-Eingang (d. h. CV1 oder CV2) in der zuvor beschriebenen Weise. Wenn das s-Videosignal für die Verarbeitung durch den Hilfs-Verarbeitungs-Kanal ausgewählt wird, dann wird das zusammengesetzte Signal CVS durch den Hilfs- Verarbeitungs-Kanal in der zuvor beschriebenen Weise verarbeitet. Wenn das s-Videosignal für die Verarbeitung durch den Haupt-Verarbeitungs-Kanal ausgewählt wird und das s-Videosignal ein Farbsignal ist, dann führen die Schalter 290a und 290b das s-Video-Luminanzsignal SY bzw. das Chrominanzsignal SC dem Overlay-Schalter 206 zu. Wenn jedoch das ausgewählte s-Videosignal ein Schwarz-Weiß-Signal ist, dann führt der Schalter 290b das Chrominanzsignal CM dem Overlay-Schalter 206 zu. Dies erfolgt deswegen, weil das Schwarz-Weiß-s-Videosignal nicht die notwendigen Farbinformationen enthält, die es dem Chrominanz- Demodulator 218 erlauben würden, ein Farb-Hilfssignal zu demodulieren. Daher wird das konventionelle Videosignal CVS, das durch den Summierungsverstärker 227 erzeugt wird (das in diesem Falle schwarz-weiß ist) durch den Hauptkanal verarbeitet, der erfühlt, dass das Signal schwarz-weiß ist und führt demzufolge dem Schalter 290b ein Ersatz-Chrominanzsignal zu.
• Die beispielsweise Ausführungsform verwendet einen Schwarz- Weiß-(B&W)-Detektor 250, der einen Burst-verkoppelten Taktgeber (BLC) 300 enthält. Es muss jedoch nicht erwähnt werden, dass der BLC 300 nicht Teil des B&W-Detektors 250 sein muss. Der BLC 300 ist in dem B&W-Detektor 250 enthalten, weil die Erfinder erkannt haben, dass es möglich war, einen B&W-Detektor zu entwickeln, der eine Schaltung gemeinsam mit einem BLC verwendet, nämlich einen Burst-Akkumulator, einen Phasen- und Größen-Rechner und einen Burst-Pegel-Detektor. Durch Kombination dieser gemeinsamen Elemente waren die Erfinder in der Lage, bestimmte synergistische Effekte zu erzielen, z. B. Verminderung der Schaltungskosten und der Kompliziertheit bei Erhöhung der Schaltungs- Zuverlässigkeit.
• Die oben beschriebene Kombination des BLC und des B&W- Detektors ist nicht ohne weiteres ersichtlich, weil der BLC modifiziert werden muss, um an eine solche Einheit angepasst zu werden. Beispielsweise hängt der BLC von dem Phasen-Komponenten- Ausgang des Phasen- und Größen-Rechners ab, um richtig zu arbeiten. Bei Fehlen dieser Phasen-Komponente (d. h. wenn das Hauptsignal ein Schwarz-Weiß-Signal ist) arbeitet der BLC nicht richtig. Die Lösung bei diesem Ausführungsbeispiel war die zuvor beschriebene freilaufende Betriebsart in Bezug auf den BLC von Fig. 3.
• Für den Fachmann ist ersichtlich, dass die Erfindung zwar in Form von bestimmten Beispielen beschrieben wurde, dass jedoch Abwandlungen und Änderungen bei den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen. Die beigefügten Ansprüche sollen daher alle Abwandlungen erfassen, die sich natürlich aus der vorangehenden Beschreibung und den Beispielen ergeben.
• Es sei ferner bemerkt, dass die Erfindung zwar in Form eines Systems beschrieben worden ist, bei dem die Verarbeitungs- Operationen für das Hilfssignal (z. B. für Größe und Verminderung in einem PIP-System) Luminanz- und Chrominanz-Komponenten verwenden, jedoch sei bemerkt, dass die Erfindung auch bei Systemen anwendbar ist, bei denen die Hilfssignal-Verarbeitungs- Operationen ein zusammengesetztes Videosignal verwenden, das sowohl Luminanz- als auch Chrominanz-Komponenten in einem einzelnen Signal enthält.

Claims (4)

1. Vorrichtung umfassend:

Mittel zum Kombinieren eines ersten Videosignals (CV1; CV2; CVS; SY; SC) und eines zweiten Videosignals (CV1; CV2; CVS), um ein Ausgangs-Videosignal (YO, CO) zu erzeugen, das einer Anzeigevorrichtung (222) zugeführt wird, um ein Bild zu erzeugen, das einen ersten Teil umfasst, der repräsentativ für das erste Videosignal ist, und einen zweiten Teil, der repräsentativ für das zweite Videosignal ist;

einen Detektor (250) zur Feststellung, wenn das erste Videosignal weniger als einen vorbestimmten Pegel von Chrominanz- Informationen enthält, wobei der Detektor Mittel (300) enthält, um Taktsignale (1Fc, 4Fc) zu erzeugen, die Frequenzen haben, die auf eine Frequenz einer Hilfs-Träger-Referenz- Komponente des ersten Videosignals beruhen;

Mittel (265) zur Erzeugung eines Ersatz-Chromasignals (CMS), das eine Referenz-Komponente hat, die zur Demodulation einer Chrominanz-Komponente des zweiten Videosignals geeignet ist; und

Mittel 270, die mit dem Detektor 250 verbunden sind, um das Ersatz-Chrominanzsignal (CMS) in das erste Videosignal in Abhängigkeit von dem ersten Videosignal einzuschließen, das weniger als den vorbestimmten Pegel an Chrominanz- Informationen einschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die das Taktsignal erzeugenden Mittel ein erstes Taktsignal (1Fc), das im wesentlichen mit einer Hilfsträger-Referenz-Komponente des ersten Videosignals verkoppelt ist, und ein zweites Taktsignal (4Fc), das eine Frequenz hat, die im wesentlichen gleich einem Vielfachen der Frequenz des ersten Taktsignals ist, erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Detektor ferner umfasst:

einen Burst-Akkumulator (400) zur Abtastung der Hilfsträger- Referenz-Komponente zum Sortieren der Abtastungen und zum Entfernen einer Gleichstrom-Komponente der Hilfsträger- Referenz-Komponente;

Mittel (500), die mit dem Burst-Akkumulator verbunden sind, um eine Phase (&phi;) und eine Größe (R) der Hilfsträger- Referenz-Komponente des ersten Videosignals zu bestimmen; und

Mittel (213), die mit den Bestimmungsmitteln (500) verbunden sind, um die Größe der Hilfsträger-Bezugs-Komponente mit einem vorbestimmten Schwellwert-Pegel zu vergleichen und ein Signal (MAIN = B&W) zu erzeugen, das den Vergleich angibt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Ersatz-Chrominanzsignal (CMS) eine Hilfsträger-Referenz- Komponente und eine betrachtbare Komponente umfasst, wobei die betrachtbare Komponente im wesentlichen einen Amplitudenpegel von null hat.