DK166248B

DK166248B - Apparat for tilvejebringelse af godhedsangivelse for farvefjernsynssignaler

Info

Publication number: DK166248B
Application number: DK162687A
Authority: DK
Inventors: Bruce Jay Penney
Original assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1986-04-08
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1993-03-22
Also published as: DK162687D0; EP0240971B1; DE3776938D1; EP0240971A2; EP0240971A3; DK162687A; CA1257375A; US4707727A; JPH0477518B2; DK166248C; JPS62239785A

Description

i

DK 166248B

o

Opfindelsen angår et apparat for tilvejebringelse af godhedsangivelse for farvefjernsynssignaler.

Udtrykket "farvefremvisningsindretning" anvendes i nærværende ansøgning til angivelse af en indretning, som 5 indbefatter tre lyskilder for primærfarver, hvormed tilvejebringes separationsbilleder i de tre additive primærfarver (rød, grøn og blå). I tilknytning til et farvekato-destrålerør med skyggemaske indbefatter de tre lyskilder hver især en elektronkanon med dertil knyttet phosphorbelæg-10 ning. En farvefremvisningsindretning modtager et videosignal med tre primære farvekomposanter (R, G og B), idet indretningen er indstillet således, at en minimal størrelse af en hvilken som helst af de tre komposanter (R, G og B) driver den modsvarende lyskilde til en minimumstilstand, 15 eller til en tilstand, som opfattes som afbrudt, og at en maksimal størrelse driver lyskilden til maksimal lysstyrke.

Den minimale størrelse er typisk nul volt og den maksimale størrelse er typisk 0,7 volt. Disse størrelser kan repræsenteres som 0 og 1 hhv. i arbitrære enheder. De primære 20 farvekomposanter R, G og B er i almindelighed afledede fra indkodede luminans- og farvedifferenskomposanter (f.eks.

R-Y og B-Y) under anvendelse af en modstandsmatrix. Kom-posanterne Y, R-Y og B-Y er igen afledede fra et fuldstændigt videosignal, således som et signal opbygget i overens-25 stemmelse med de i NTSC-systemet eller PAL-systemet anvendte formater, hvortil anvendes kendt filtrerings- og demodulationsteknik. Gennem adskillige år var den eneste kilde af betydning for videosignaler et videokamera, som frembringer videosignalet i primær farvekomposantform, omkoder 30 primærfarvekomposanterne til luminans- og farvedifferenskomposanter, hvorefter disse sidste sammensættes til frembringelse af det fuldstændige videosignal. Tillige har størstedelen af behandlingen af videosignalet gennem mange år fundet sted i primærfarvekomposantområdet eller i det fuld-35 stændige (NTSC eller PAL) signalområde, og videosignalerne blev ikke behandlede i luminans- og farvedifferenskom-posantform.

O

2

DK 166248 B

Eftersom størrelserne af komposanterne R, G og B er uafhængigt variable kan farveområdet eller farveskalaen, som kan gengives virkelighedstro under anvendelse af en kendt farvefremvisningsindretning, repræsenteres i et tre-5 dimensionalt rektangulært kartesisk koordinatsystem med akserne R, G og B, ved en kubus, som vist i fig. 1. De otte hjørner i kuben repræsentere de tre additive primærfarver, de tre additive sekundærfarver (magenta, gul og cyanblå) , sort og hvidt. De fuldt optrukte og stiplede linier 10 mellem kubens hjørner repræsentere overgangen mellem farverne i et standardfarvesøjlesignal. For at en farve skal kunne gengives ved en farvefremvisningsenhed skal det punkt, som defineres af de tre farvekomposanter i den udpegede farve ligge indenfor den kubus, som afgrænses af de fuldt op-15 trukne og de punkterede linier.

Ved det kendte vektorskop tilvejebringes en todimensional fremvisning af farvedifferenskomposanterne R-Y og B-Y. Vektorskopets fremvisning er uafhængig af luminansen, og kan tænkes at repræsentere en projektion af kubus i fig.

20 1 på et plan, som står vinkelret på vektoren (1,1,1). Der for er de primære og de sekundære farver repræsenterede ved hjørnerne i en regulær hexagon, og centret af hexagonen repræsenterer både sort og hvidt. I fig. 2 repræsenterer de fuldt optrukne linier og de stiplede linier mellem hjørner-25 ne i hexagonen overgange mellem farver i et standardfarvesøj lesignal. Enhver egnet reproducerbar farve, dvs. en hvilken som helst farve, som kan repræsenteres med et punkt inden i farvekubus i fig. 1, kan også repræsenteres ved et punkt inden i den hexagon, som afgrænses af de fuldt op-30 trukne og de punkterede linier i fig. 2, men det modsatte er ikke tilfældet: ikke ethvert punkt indenfor hexagonen i fig. 2 modsvarer et punkt inden i kuben i fig. 1.

Det er i den senere tid blevet kendt teknik at frembringe fuldstændige videosignaler på anden vis, end ud fra de 35 primære farvekomposanter. Sådanne kilder, eksempelvis grafiske televisionssystemer, kan tilvejebringe signaler direkte

DK 166248B

3 o i luminans- og farvedifferensområdet. Yderligere er det blevet kendt at behandle signaler i luminans- og farvediffer-ensområdet. I det af Baker holdte foredrag ved "19th Annual Winter SMPTE Conference", som afholdtes i San Francisco i 5 februar 1985, "New and Unique Method for Measuring Video Analoque Component Signal parameters", hvilket foredrag senere blev offentliggjort i SMPTE Journal, oktober 1985, side 1009-1014, er dér en omtale af et fremvisnings format, som i nogen udstrækning er identisk med kendt vektorskopfremvis-10 ning, men som især er egnet til et signal i luminans- og farvedifferenskomposantformat. Den af Baker beskrevne fremvisningsform er en fuldstændig fremvisning af Y i forhold til R-Y og -Y i forhold til B-Y på indbyrdes vekslende linier. De punkter, som repræsentere farverne, som modsva-15 rer hjørnerne i den i fig. 1 viste kubus, er fordelt i et zig-zag-mønster (fig. 3) ned ad fremvisningsorganet. En given farve, som er defineret ved et sæt værdier for R, G og B, er i denne sammensatte fremvisning repræsenteret med to punkter, et i området Y, R-Y og det andet i området Y, 20 B-Y. Som vist i fig. 1 og 2 repræsentere de fuldt optrukne og de stiplede linier i fig. 3 mellem primærfarvepunkter og sekundærfarvepunkter overgange mellem farverne i et standardfarvesøjlesignal.

Den sammensatte fremvisning, som beskrives af Baker, 25 er især nyttig ved iagttagelse af tidsfejl og amplitudefejl i de tre komposanter. Den antagelse er fremsat, at hvis et sæt luminans- og farvedifferensstørrelser definere to punkter, af hvilket det ene ligger indenfor de ved fuldt optrukne og punkterede linier i området Y, R~Y angivne græn-30 ser, og det andet punkt ligger indenfor de grænser, som angives ved de fuldt optrukne og punkterede linier i området Y, B-Y, så definere værdisættet en egnet reproducerbar farve.

Den ovenfor nævnte antagelse har vist sig at være 35 ukorrekt. Det kan vises, at der er visse sammensætninger af Y, R-Y og B-Y, som definerer et punkt, som ligger indenfor

O

4

DK 166248 B

de grænser, som angives ved primærfarvepunkterne og sekundærfarvepunkterne i området Y, R-Y på den i fig. 3 anskue-liggjorte fremvisning, og et punkt, som ligger indenfor de ved primærfarvepunkterne og sekundærfarvepunkterne i områ-5 det Y, B-Y, som ikke desto mindre definerer et punkt, som ligger udenfor farvekuben R, G, B, og som derfor ikke repræsenterer en egnet reproducerbar farve. Hvis f.eks.

Y = 0,886, B-Y = +0,114 og R-Y = -0,267, er R = 0,619, G = 1 og B = 1. Således er R-Y = -0,267 en egnet størrelse 10 for Y = 0,886 i området Y, R-Y. På tilsvarende vis gælder for Y = 0,886, B-Y = -0,886 og R-Y = +0,114, R = 1, G = 1 og B = 0, og størrelsen -0,886 er således en egnet størrelse for B-Y i området Y, B-Y. Hvis imidlertid Y = 0,886, B-Y = -0,886 og R-Y = -0,267, gælder at R = 0,619, B = 0 15 og G = 1,194. Følgelig er den kendsgerning, at størrelsen B-Y er en egnet størrelse indenfor området Y, B-Y og at R-Y er en egnet størrelse indenfor området Y, R-Y, ikke tilstrækkelig til at sikre, at farven defineret ved Y, R-Y og B-Y er egnet reproducerbar ved anvendelse af en kendt 20 farvefremvisningsindretning.

Ved den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt et apparat for frembringelse af et signal, som angiver, hvorvidt den farve, som er repræsenteret ved et luminans-og farvedifferenskomposantvideosignal er egnet reproducer-25 bar under anvendelse af en farvefremvisningsindretning. I

en foretrukken udførelsesform indbefatter apparatet et første organ forbundet til at kunne modtage luminans- og farvedif-ferenskomposanter og frembringe primærfarvekomposanter derfra, og en komparator, hvori amplituden af hver primærfar-30 vekomposant sammenlignes med forud fastsatte minimums- og maksimumsniveauer og hvor der tilvejebringes en angivelse af, om amplituden af en eller flere af primærfarvekomposan-terne ligger udenfor det område, som er tilvejebragt ved de forud fastlagte maksimums- og minimumsstørrelser herfor.

35 Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under, henvisning til tegningen, på hvilken:

O

5

DK 166248 B

fig. 1 anskueliggør farveskalaen ved henvisning til et tredimensionalt kartesisk koordinatsystem, fig. 2 anskueliggør en kendt vektorskopfremvisning af farvesøjler, 5 fig. 3 anskueliggør en fremvisning af farvesøjler med anvendelse af luminans og farvedifferens som koordinater, fig. 4 er et blokdiagram for en indretning til angivelse af, hvorvidt et videosignal i luminans- og farve-10 differenskomposantform repræsenterer en egnet reproducer bar farve.

Det i fig. 4 anskueliggjorte apparat indbefatter en kendt modstandsmatrix 10, som er således forbundet, at den er indrettet til at kunne modtage luminans- og farvedif-15 ferenskomposanter Y, R-Y og B-Y. Matrixen tilvejebringer de modsvarende komposanter R, G, B på sine udgangsklemmer, og hver af disse komposanter overføres til to komparatorer 12 og 14. Komparatoren 12 modtager som referencesignal en spænding, som repræsenterer værdien nul, og komparatoren 20 tilvejebringer som udgangssignal et logisk 1, hvis signalet fra matrixen har en størrelse, som er mindre end spændingen i referencesignalet. Komparatoren 14 modtager som referencesignal en spænding, som repræsenterer værdien 1, og komparatoren 14 frembringer et logisk 1 på sin udgang, 25 hvis spændingen af det fra matrixen tilvejebragte signal overstiger spændingen i referencesignalet. Udgangssignalerne fra komparatorerne overføres til en ELLER-port 16, og ELLER-porten frembringer et farveskalafejlsignal på sin udgang. Farveskalafejlsignalet overføres til et fremvisnings-30 modificeringsorgan 18, som er indskudt i de forbindelser, som overfører komposanterne Y, R-Y og B-Y til en bølgeformseller fremvisningsmonitor 20. Fremvisningsmodificeringsorganet svarer på et logisk 1 tilvejebragt fra ELLER-porten 16 ved at modificere luminans- og farvedifferenskomposant-35 signalet for tilvejebringelse af en tydelig synlig virk ning. Eksempelvis kan fremvisningsmodificeringsorganet i

DK 166248B

6 tilknytning til en fremvisningsmonitor bevirke, at det fremviste billede blinker, og i tilknytning til en bølgeformsmonitor kan fremvisningsmodificeringsorganet bevirke, at det fremviste billede får forøget lysstyrke. Eftersom far-5 veskalafejlsignalet fra ELLER-porten 16 er synkront med komposantvideosignalet kan fremvisningsmodificeringsorganet være indrettet til kun at påvirke det område af det fremviste billede, for hvilket størrelserne R, G og B definerer et punkt, som ligger uden for farvekuben.

10 Fremvisningsmodificeringsorganet skal ikke nødvendig vis påvirke det videosignal, som overføres til monitoren 20. Eksempelvis kan en farveskodde være indbefattet i monitoren 20, og farveskalafejlsignalet kan overføres direkte til monitoren, som vist med den punkterede linie i fig. 4.

15 Farveskodden svarer på farveskalafejlsignalet ved på forud udpeget vis at ændre det ved monitoren frembragte billede.

De farveskodder, som indtil nu er markedsførte er ikke i stand til at skifte med frekvenser, som er meget større end delbilledfrekvensen i et videosignal (50 Hz eller 60 Hz), 20 hvorfor anvendelse af en farveskodde som fremvisningsmodificeringsorgan vil bevirke, at hele fremvisningsområdet ville blive påvirket, eksempelvis ved tilvejebringelse af en karakteristisk fremvisningsfarve.

Det vil kunne indses, at den foreliggende opfindelse 25 ikke er begrænset til det særlige apparat, som her er blevet beskrevet og forklaret under henvisning til fig. 4. Opfindelsen er ikke begrænset til farvedifferenskomposanterne R-Y og B-Y, og et hvilket som helst andet komposantpar, som er indbyrdes orthogonalt forbundet i vektorfremvisningen, 30 sådan som komposanterne I og Q, kan anvendes i stedet for.

Claims

7 DK 166248 B PATENTKRAV.

1. Apparat for tilvejebringelse af et signal, som angiver hvorvidt den ved et luminans- og farvedifferenskom-posantvideosignal repræsenterede farve er egnet reproducerbar 5 ved anvendelse af en farvefremvisningsindretning, kendetegnet ved at indbefatte et første organ (10), som er forbundet til at kunne modtage luminans- og farvedif-ferenskomposanter (Y,B-Y,R-Y) og kunne tilvejebringe primær-farvekomposanter (R,G,B) derfra, og sammenligningsorganer 10 (12,14) til sammenligning af amplituden af hver primærfar- vekomposant med forud udpegede minimums- og maksimumsniveauer og til frembringelse af en indikation, hvis amplituden af en eller flere af primærfarvekomposanterne ligger uden for det område, som er tilvejebragt ved de forud udpegede mak-15 simums- og minimumsstørrelser derfor.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det første organ indbefatter en modstandsmatrix (10).

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at sammenligningsorganerne indbefatter tre par kom- 20 paratorer (14G,12G;14B,12B;14R,12R) til modtagelse af hver sin af de tre primærfarvekomposanter, idet hvert par af komparatorer indbefatter en første komparator (14G,14B,14R), hvorved som udgangssignal tilvejebringes et logisk 1 når, og kun når amplituden af den dertil knyttede primærfarvekom-25 posant er større end den forud fastsatte maksimalstørrelse for komposanten, og en anden komparator (12G,12B,12R), hvormed som udgangssignal tilvejebringes et logisk 1, når, og kun når amplituden af den dertil knyttede primærfarvekom- posant er mindre end den forud fastsatte minimumsstørrelse % 30 for komposanten.

4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved at indbefatte en ELLER-port (16) forbundet til at kunne modtage udgangssignalerne fra komparatorerne (14G,12G;14B, 12B;14R,12R) og til at kunne frembringe et farveskalafej1-35 signal med et niveau, som repræsenterer logisk 1, når, og kun når udgangssignalet fra en hvilken som helst af kom- DK 166248 B δ paratorerne er logisk 1.

5. Apparat ifølge krav 4, kendetegnet ved at indbefatte et fremvisningsmodificeringsorgan (18), som er forbundet til at kunne modtage farveskalafejlsignalet, 5 idet fremvisningsmodificeringsorganet virker ved at tilvejebringe en tydelig synlig visning, som frembringes, når farveskalafejlsignalet er frembragt med en størrelse, som repræsenterer logisk 1.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet 10 ved, at fremvisningsmodificeringsorganet (18) er forbundet indskudt i videosignalvejen og operativt er udformet til at kunne ændre videosignalet, når farveskalafejlsignalet er tilvejebragt med en størrelse, som repræsenterer logisk 1, idet en tydelig visuel visning tilvejebringes, når det æn-15 drede videosignal virker ved at drive en fremvisningsindretning (20) .