Schaltung zur Aufbereitung eines Leuchtdichtesignals Circuit for processing a luminance signal
Es sind Videogeräte bekannt, z.B. S-VHS-Videorecorder, verbesserte Fernsehempfänger zur Wiedergabe der Signale derartiger Recorder oder sogenannte HDTV-Fernsehempfänger, die eine erhöhte Qualität des wiedergegebenen Bildes aufweisen. Insbesondere werden bei derartigen Geräten eine höhere Bandbreite des Leuchtdichtesignals von etwa 5,5 MHz und damit eine Erhöhung der Bildschärfe in Horizontalrichtung erreicht. Derartige Geräte erfordern zusätzliche Schaltungen zur Verarbeitung und Aufbereitung der Signale, insbesondere des Leuchtdichtesignals. Video devices are known, e.g. S-VHS video recorders, improved television receivers for reproducing the signals of such recorders or so-called HDTV television receivers, which have an increased quality of the reproduced picture. In particular, a higher bandwidth of the luminance signal of approximately 5.5 MHz and thus an increase in image sharpness in the horizontal direction are achieved in such devices. Devices of this type require additional circuits for processing and processing the signals, in particular the luminance signal.
Es ist bekannt, die Trennung des FBAS-Signals in das Leuchtdichtesignal Y einerseits und den Farbträger F andererseits mit Kammfiltern durchzuführen. Kammfilter haben gegenüber einem üblichen Bandpaß den Vorteil, daß sie jeweils periodisch wiederkehrenden Durchlaßstellen bei den Spektralkomponenten des gewünschten Signals und entsprechende Sperrstellen bei den Spektralkomponenten des zu beseitigenden Signals aufweisen. It is known to carry out the separation of the CVBS signal into the luminance signal Y on the one hand and the color carrier F on the other hand with comb filters. Comb filters have the advantage over a conventional bandpass filter that they have periodically recurring passages in the spectral components of the desired signal and corresponding blocking points in the spectral components of the signal to be eliminated.
Zur Erhöhung der Bildschärfe in Horizontalrichtung sind auch sogenannte Crispening-Schaltungen bekannt, die zwar keine
Erhöhung der Bandbreite des Leuchtdichtesignals, jedoch eine Versteuerung von SignalSprüngen und damit eine Erhöhung der Bildschärfe insbesondere bei feinen Bilddetails bewirken. Bei derartigen Schaltungen wird z.B. dem Leuchtdichtesignal ein Korrektursignal hinzugefügt, das durch zweifache Differentiation jeweils mit einer anschließenden Amplitudenbegrenzung gewonnen ist. Die Amplitude des dem Leuchtdichtesignal hinzugefügten Korrektursignals ist dabei aber begrenzt, da sonst insbesondere durch Übersprechen aus dem Farbkanal bei senkrechten Bildkanten Störungen in Form eines Flimmerns auftreten. So-called crispening circuits are known to increase the sharpness of the image in the horizontal direction, although none Increasing the bandwidth of the luminance signal, however, controlling signal jumps and thus increasing the sharpness of the image, in particular in the case of fine image details. In such circuits, a correction signal is added to the luminance signal, for example, which is obtained by double differentiation, each with a subsequent amplitude limitation. However, the amplitude of the correction signal added to the luminance signal is limited, since otherwise disturbances in the form of flickering occur in particular as a result of crosstalk from the color channel with vertical picture edges.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Aufbereitung des Leuchtdichtesignals zu schaffen, die hinsichtlich Trennung des Leuchtdichtesignals vom Farbträger und Erhöhung der Bildschärfe eine wirkungsvolle Verbesserung des Leuchtdichtesignals bewirkt. The invention has for its object to provide a circuit for processing the luminance signal, which brings about an effective improvement in the luminance signal with regard to separation of the luminance signal from the color carrier and increase in image sharpness.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by the invention specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Durch die erfindungsgemäße Kombination von zwei an sich bekannten Schaltungen ergibt sich eine überraschend wirkungsvolle und deutlich wahrnehmbare Verbesserung bei der Bildwiedergabe. Das Kammfilter hat dabei die Aufgabe, Signalreste des Farbträgers im Leuchtdichtesignal auf ein Minimum zu verringern und dadurch das Übersprechen des Farbträgers in das Leuchtdichtesignal, das bei hohen Frequenzen des Leuchtdichtesignals zu Farbflimmern führt, möglichst gering zu halten. Die Schaltung zur Erhöhung der Bildschärfe indessen bewirkt zusätzlich eine Versteuerung von Signalsprüngen, also eine Erhöhung der Bildschärfe in Horizontalrichtung. Dabei ergibt sich der folgende überraschende Vorteil: Durch die Anwendung des Kammfilters im Signalweg vor der genannten Schaltung zur
Erhöhung der Bildschärfe kann die Amplitude des dem Leuchtdichtesignal zur Bildschärfeerhöhung hinzugefügten Korrektursignals auf größere Werte eingestellt werden als ohne Anwendung des Kammfilters, ohne daß dabei die sonst störenden Flimmererscheinungen bei feinen Bilddetails auftreten. Die insgesamt durch die erfindungsgemäße Schaltung erzielten Vorteile gehen also über die Summe der Vorteile hinaus, die durch das Kammfilter und die Schaltung zur Erhöhung der Bildschärfe allein erzielbar sind. Das Kammfilter kann analog oder auch digital arbeiten. The combination according to the invention of two circuits known per se results in a surprisingly effective and clearly perceptible improvement in the image reproduction. The task of the comb filter is to reduce signal residues of the color carrier in the luminance signal to a minimum and thereby keep the crosstalk of the color carrier into the luminance signal, which leads to color flicker at high frequencies of the luminance signal, as low as possible. The circuit for increasing the sharpness of the image, however, additionally effects a control of signal jumps, ie an increase in the sharpness of the image in the horizontal direction. This results in the following surprising advantage: by using the comb filter in the signal path upstream of the circuit mentioned Increasing the sharpness of the image allows the amplitude of the correction signal added to the luminance signal to increase the sharpness of the image to be set to larger values than without using the comb filter, without the otherwise disturbing flicker appearing in the case of fine image details. The overall advantages achieved by the circuit according to the invention thus go beyond the sum of the advantages which can be achieved by the comb filter and the circuit for increasing the image sharpness alone. The comb filter can work analog or digital.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen Two embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Show in it
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer Fig. 1 shows a first embodiment with a
zweifachen Differentiation zur Gewinnung des Korrektursignals, double differentiation to obtain the correction signal,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Fig. 2 shows a second embodiment with a
Cosinusentzerrer zur Gewinnung des Korrektursignals und Cosine equalizer for obtaining the correction signal and
Fig. 3 Kurven zur Erläuterung der Schaltung nach Fig. 3 curves to explain the circuit
Fig. 2. Fig. 2.
In Fig. 1 wird ein FBAS-Signal der PAL-Art von der In Fig. 1 an FBAS signal of the PAL type of the
Klemme 23 über den als Emitterfolger arbeitenden Transistor T1, die Leitung 24, die Verzögerungsleitung 25 und den als Emitterfolger arbeitenden Transistor T3 den Eingängen 12, 13 des ein Kammfilter darstellenden integrierten Schaltkreises 26 zugeführt. Die Verzögerungsleitung 25 hat eine Verzögerungszeit von 620 ns und dient zum Laufzeitausgleich zwischen dem Leuchtdichtesignal Y und dem Farbträger F. Die Verzögerungsleitung 25 wirkt als Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz von 6 MHz. Der Schaltkreis 26 ist vom Typ VC2063 der Fa. JVC. An die Klemmen 18, 19 und 20, 22 des Schaltkreises 26 sind die für die Funktion als PAL-Kammfilter notwendigen Verzögerungsleitungen VL1 und VL2 angeschlossen. Die Verzöge
rungsleitungen VL1 und VL2 bewirken je eine Verzögerung um die Dauer von zwei Zeilen. Die genaue Verzögerungszeit beträgt 127,889 μs. An die Klemmen 5, 6 ist das Bandfilter 35 mit einem Durchlaßbereich von 4,43 MHz ±500 kHz mit einer Verzögerungszeit von 420 ns angeschlossen. An die Klemme 4 des Schaltkreises 26 ist der Tiefpaß 36 mit einer Grenzfrequeϊiz von 6 MHz und der Verzögerungszeit von 385 ns angeschlossen, dessen Ausgang über den als Emitterfolger arbeitenden Transistor T2 an die Klemme 3 des Schaltkreises 26 angeschlossen ist. Der modulierte Farbträger F gelangt vom Emitter des Transistors T1 über den Bandpaß 37 mit einem Durchlaßbereich von 4,43 MHz ±1 MHz und einer Gruppenlaufzeit von 190 ns auf die Klemme 1 des Schaltkreises 26. Der Schaltkreis 26 bildet zusammen mit den peripheren Bauteilen ein Kammfilter K, das periodische Sperrstellen und Durchlaßstellen für das Leuchtdichtesignal Y bzw. den modulierten Farbträger F aufweist. Das Kammfilter K liefert an dem Ausgang 27 das Leuchtdichtesignal Y, das durch die Wirkung des Kammfilters vom Farbträger befreit ist. Am Ausgang 28 liefert das Kammfilter K den modulierten Farbträger F, der weitestgehend vom Leuchtdichtesignal befreit ist und einem nicht näher dargestellten Farbkanal zugeführt wird. Das Kammfilter K kann analog oder digital arbeiten. Derartige Kammfilter für ein PAL-Signal sind beschrieben in den älteren Patentanmeldungen P 38 33 692 und P 38 36 043. Terminal 23 is fed via inputs T1, line 24, delay line 25, and transistor T3, which functions as an emitter follower, to inputs 12, 13 of integrated circuit 26, which is a comb filter. The delay line 25 has a delay time of 620 ns and is used to compensate for the delay between the luminance signal Y and the color carrier F. The delay line 25 acts as a low-pass filter with a cut-off frequency of 6 MHz. The circuit 26 is of the type VC2063 from JVC. The delay lines VL1 and VL2 necessary for the function as a PAL comb filter are connected to the terminals 18, 19 and 20, 22 of the circuit 26. The delays Cable lines VL1 and VL2 each cause a delay of two lines. The exact delay time is 127.889 μs. The band filter 35 with a pass band of 4.43 MHz ± 500 kHz with a delay time of 420 ns is connected to the terminals 5, 6. The low-pass filter 36 with a limit frequency of 6 MHz and the delay time of 385 ns is connected to the terminal 4 of the circuit 26, the output of which is connected to the terminal 3 of the circuit 26 via the transistor T2, which works as an emitter follower. The modulated color carrier F reaches the terminal 1 of the circuit 26 from the emitter of the transistor T1 via the bandpass 37 with a pass band of 4.43 MHz ± 1 MHz and a group delay of 190 ns. The circuit 26 forms a comb filter together with the peripheral components K, which has periodic blocking points and pass-through points for the luminance signal Y and the modulated color carrier F. The comb filter K supplies the luminance signal Y at the output 27, which is freed from the color carrier by the action of the comb filter. At the output 28, the comb filter K supplies the modulated color carrier F, which is largely free of the luminance signal and is supplied to a color channel (not shown in more detail). The comb filter K can work analog or digital. Such comb filters for a PAL signal are described in the earlier patent applications P 38 33 692 and P 38 36 043.
Der Ausgang 27 des Kammfilters K ist mit dem Eingang 29 der sogenannten Crispening-Schaltung C zur Erhöhung der Bildschärfe in Horizontalrichtung verbunden. In der Schaltung C gelangt das Leuchtdichtesignal Y über den als Emitterfolger arbeitenden Transistor T4 auf den Transistor T5. In dessen Kollektorkreis liegt eine Spule L1, die das Signal Y differenziert. Parallel zu L1 liegt die Diodenschaltung D1, die eine Amplitudenbegrenzung des einmal differenzierten Signals Y bewirkt. Das einmal differenzierte Signal Y gelangt über
den als Emitterfolger arbeitenden Transistor T6 auf den Transistor T7. In dessen Kollektorkreis liegt die Spule L2, die eine zweite Differentiation des Signals bewirkt. Die Diodenschaltung D2 bewirkt eine Amplitudenbegrenzung des zweimal differenzierten Signals Y. Die dadurch gewonnene Korrekturspannung Uk gelangt über den Transistor T8 auf den Schaltungspunkt 30 an der Basis des Transistors T10, dem andererseits vom Emitter des Transistors T4 über die zum Laufzeitausgleich dienende Verzögerungsstufe 31 und den Transistor T9 das Leuchtdichtesignal Y zugeführt wird. In der durch die Transistoren T10 und TU gebildeten Addierstufe wird dem Leuchtdichtesignal Y das Korrektursignal Uk zur Bildschärfeerhöhung hinzugefügt. Das hinsichtlich Bildschärfe korrigierte Leuchtdichtesignal Yk gelangt über den Transistor T12 auf den Ausgang 32 und steht dort als korrigiertes Leuchtdichtesignal Yk mit erhöhter Bildschärfe in Horizontalrichtung zur Verfügung. Die Amplitude des Signals ist mit dem Potentiometer 33 auf den gewünschten Wert von z.B. 1 Vss einstellbar. Eine derartige Crispening-Schaltung ist näher beschrieben in der EP-PS 00 77 010. The output 27 of the comb filter K is connected to the input 29 of the so-called crispening circuit C to increase the image sharpness in the horizontal direction. In the circuit C, the luminance signal Y reaches the transistor T5 via the transistor T4 operating as an emitter follower. A coil L1, which differentiates the signal Y, is located in its collector circuit. The diode circuit D1, which effects an amplitude limitation of the signal Y once differentiated, is connected in parallel with L1. The signal Y, once differentiated, passes through the transistor T6 working as an emitter follower to the transistor T7. In its collector circuit is the coil L2, which causes a second differentiation of the signal. The diode circuit D2 limits the amplitude of the twice differentiated signal Y. The correction voltage Uk thus obtained reaches the circuit point 30 at the base of the transistor T10 via the transistor T8, and the transistor T4 on the other hand via the delay stage 31 serving to compensate for the delay and the transistor T9 the luminance signal Y is supplied. In the adding stage formed by the transistors T10 and TU, the correction signal Uk is added to the luminance signal Y to increase the sharpness of the image. The luminance signal Yk corrected with regard to image sharpness reaches output 32 via transistor T12 and is available there as corrected luminance signal Yk with increased image sharpness in the horizontal direction. The amplitude of the signal can be adjusted with the potentiometer 33 to the desired value of, for example, 1 Vpp. Such a crispening circuit is described in more detail in EP-PS 00 77 010.
Die Amplitude des Korrektursignals Uk und damit das Maß der Bildschärfeerhöhung sind mit dem Potentiometer 34 einstellbar. Durch die Wirkung des Kammfilters K, das eine optimale Trennung von Y und F ohne nennenswerte Farbträgerreste in Y bewirkt, kann die Amplitude Uk und damit das Maß der Bildschärfeerhöhung auf einen höheren Wert eingestellt werden als bei einem Leuchtdichtesignal Y, das nicht mit einem Kammfilter, sondern mit einem üblichen Bandfilter vom Farbträger F befreit wurde. Das Flimmern an den Schwarz-Weiß-Übergängen durch Farbträgerreste ist stark reduziert. The amplitude of the correction signal Uk and thus the measure of the sharpness increase can be adjusted with the potentiometer 34. Due to the effect of the comb filter K, which results in an optimal separation of Y and F without any noteworthy color carrier residues in Y, the amplitude Uk and thus the degree of sharpness increase can be set to a higher value than with a luminance signal Y that is not with a comb filter, but was freed from the ink carrier F with a conventional band filter. The flickering at the black-and-white transitions due to ink carrier residues is greatly reduced.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Korrektursignal mit einem Cosinus-Entzerrer aus dem Leuchtdichtesignal gewonnen wird.
Fig. 3 zeigt, an welchen Punkten in Fig. 2 die Signale a bis g stehen. Das Leuchtdichtesignal Y wird dabei als ein Rechteckimpuls a) angenommen. Die beiden Addierstufen 1, 2 des Kammfilters K liefern das Leuchtdichtesignal Y und den Farbträger F. Y gelangt über den Verstärker 2 und den WiderstandFig. 2 shows an embodiment in which the correction signal is obtained from the luminance signal with a cosine equalizer. FIG. 3 shows at which points in FIG. 2 the signals a to g are located. The luminance signal Y is assumed to be a rectangular pulse a). The two adding stages 1, 2 of the comb filter K supply the luminance signal Y and the color carrier F. Y passes through the amplifier 2 and the resistor
3 auf den Eingang der Laufzeitleitung 4. Die Laufzeitleitung3 to the entrance of the runtime line 4. The runtime line
4 ist am Ausgang nicht angepaßt, wie durch den gestrichelt dargestellten, nicht vorhandenen Widerstand RA angedeutet ist. Es erfolgt daher eine Signalreflexion zurück auf den Eingang. Dadurch entsteht das Signal c, das sich aus dem Leuchtdichtesignal Y vom Verstärker 2 und dem in der Laufzeitleitung 4 reflektierten Signal zusammensetzt. Das 4 is not adapted at the output, as indicated by the non-existent resistor RA shown in dashed lines. There is therefore a signal reflection back to the input. This creates the signal c, which is composed of the luminance signal Y from the amplifier 2 and the signal reflected in the delay line 4. The
unverzögerte Signal gelangt über den Verstärker 5 auf die Subtrahierstufe 6, der andererseits das verzögerte Signal d über den Verstärker 7 zugeführt wird. Das Ausgangssignal e wird der Schwellwertstufe 8 zugeführt. Die Stufe 8 läßt nur Signalamplituden durch, die oberhalb eines positiven und unterhalb eines negativen Schwellwertes liegen. Dadurch werden Stδrsignale geringer Amplitude unterdrückt. Die Schaltung 8 ist vorzugsweise durch zwei im Signalweg liegende, antiparallel geschaltete Dioden gebildet. Am Ausgang der Stufe 8 entsteht das Korrektursignal Uk, das an die Addierstufe 9 gelangt. Das unverzögerte Leuchtdichtesignal Y gemäß Kurve c wird außerdem über die LaufZeitleitung 31 und den Verstärker 10 der Addierstufe 9 zugeführt. Die Laufzeitleitung 31 dient zur Anpassung an die durch die Laufzeitleitung 4 eingeführte Signalverzögerung, damit die Signale Uk und f an den Eingängen der Addierstufe 9 zeitlich übereinstimmen. Das Ausgangssignal g der Addierstufe 9 gelangt über den Verstärker 11 auf die Ausgangsklemme 32, an der das korrigierte Leuchtdichtesignal Yk entsprechend der Kurve g in Fig. 3 zur Verfügung steht. Die Verzögerungszeit der LaufZeitleitungen 4, 31 beträgt 125, ns. Die Verzögerung des reflektierten Signals am Eingang der Leitung 4 beträgt somit 250 ns.
Der Farbträger wird über den Verstärker 12, die Laufzeitleitung 13 und den Verstärker 14 der Klemme 28 zugeführt, an der der Farbträger vom Leuchtdichtesignal Y getrennt zur Verfügung steht. Die Leitung 13 hat ebenfalls eine Verzögerungszeit von 125 ns und dient zur Anpassung an die Laufzeiten im Weg des Leuchtdichtesignals, im wesentlichen bedingt durch die Laufzeitleitungen 4, 31.
undelayed signal passes through amplifier 5 to subtractor 6, which on the other hand is supplied with delayed signal d via amplifier 7. The output signal e is fed to the threshold value stage 8. Stage 8 only allows signal amplitudes that are above a positive and below a negative threshold value. This suppresses low-amplitude interference signals. The circuit 8 is preferably formed by two antiparallel connected diodes in the signal path. At the output of stage 8, the correction signal Uk is produced, which reaches adder 9. The undelayed luminance signal Y according to curve c is also fed to the adder 9 via the delay line 31 and the amplifier 10. The delay line 31 is used to adapt to the signal delay introduced by the delay line 4 so that the signals Uk and f at the inputs of the adder 9 coincide in time. The output signal g of the adder 9 passes through the amplifier 11 to the output terminal 32, at which the corrected luminance signal Yk is available according to the curve g in FIG. 3. The delay time of the run time lines 4, 31 is 125, ns. The delay of the reflected signal at the input of line 4 is thus 250 ns. The color carrier is fed via the amplifier 12, the delay line 13 and the amplifier 14 to the terminal 28, at which the color carrier is available separately from the luminance signal Y. Line 13 also has a delay time of 125 ns and is used to adapt to the transit times in the way of the luminance signal, essentially due to the delay lines 4, 31.