FI72416C - Reglerbar icke-linjaer behandling av videosignaler. - Google Patents

Description

|7^£^7| KUULUTUSjULKAISU ηοΔΛ, ™ 11 UTLÄGGNINGSSKRIFT /^416 C ^45) PateuIti ryönretty

Patent ;::: .I.!; I el li Cl 10P7 (51) Kv.lk.4/lnt.CI.* H 04 N 5/20 SUOMI “ FINLAND (H) Patenttihakemus — Patenunsökning 801421 (22) Hakemispilvä — Antökningsdag 02.05-80 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 02.05-80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 12.1 1 .80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäviksip.non }> kuul.julkaisun pvm. - 30 01 87

Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skriften publlcerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—BegSrd prioritet 11 -05-79 USA(US) 038015 (71) RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, New York, USA(US) (72) Wi11iam Adamson Lagoni, Indianapolis, Indiana, USA(US) (74) Oy Kolster Ab (54) Säädettävissä oleva epälineaarinen videosignaalien käsittely -Reglerbar icke-linjär behandling av videosignaler Tämä keksintö kohdistuu vahvistuskertoimeltaan säädettävissä olevaan signaalinkäsittelypiiriin, jolla on epälineaarinen amplitudin siirtofunktio, johon sisältyy useita vahvistuskertoi-men säätövyöhykkeitä, sekä kiinteän vahvistuskertoiraen alue, joka on riippumaton vahvistuskertoimen säätötoiminnasta. Erityisesti keksintö kohdistuu sellaiseen piiriin, joka on sovelias valinnaisesti käsittelemään pieniä, keskisuuria ja suuria amplitudeja videosignaalin pystysuuntaisten yksityiskohtien informaatiossa.

Väritelevisiojärjestelmässä, kuten sellaisessa järjestelmässä, joka on kehitetty Pöhjois-Amerikan Yhdysvaltoja varten, sjoitetaan väirtelevisiosignaalin valotiheys- ja värikkyyskompo-nentit videon taajuusspektrille taajuuden suhteen lomittaisesti luminanssi- eli valotiheyskomponenttien ollessa vaakasuuntaisen juovapyykäisytaajuuden kokonaislukumonikerroilla ja värikkyys-komponentin ollessa juovapyyhkäisytaajuuden puolikkaan parittomilla monikerroilla. Erilaisia kampasuotimen järjestelyjä, jotta 2 72416 eroiteltaisiin taajuuden suhteen lomitetut valotiheys- ja vä-rikkyyskomponentit videosignaalista tunnetaan jo, esim. US-pa-tentista 4,143,397 (D.D. Holmes) sekä US-patentista 4,096,516 (D.H. Pritchard) ja näissä esitetyistä viitetapauksista.

Kampasuodatettu valotiheyssignaali, joka tulee esiin kam-pasuotimen valotiheysulostulosta, on ollut alttiina kampasuoda-tusilmiölle koko kaistaleveydeltään. Kampasuodatus kaistan suurtaajuisella osuudella, joka on yhteinen värikkyyssignaalin komponenteille, omaa toivottuna vaikutuksenaan värikkyyssignaalin komponenttien poistamisen. Tämän kampasuodatuksen jatkaminen pienien taajuuksien osuuksille, jotka eivät ole yhteisiä värikkyyssignaalin komponenteille ei kuitenkaan ole tarpeen, jotta voitaisiin toteuttaa haluttu värikkyyssignaalin komponenttien poistaminen, vaan se toteuttaa ainoastaan tarpeettomasti valotiheyssignaalin komponenttien poiston. Kaistan jakamattomassa alapäässä olevat komponentit, jotka joutuvat alttiiksi tällaiselle poistamiselle, edustavat "pystysuuntaisia yksityiskohtia" valotiheystiedosta. Tällaisten pystysuuntaisten yksityiskohtien säilyttäminen on toivottavaa, jotta voitaisiin välttää pystysuuntaisen erotuskyvyn huonontuminen esitetyn kuvan valotiheyssisällössä.

Eräs järjestely pystysuuntaisen yksityiskohtien tiedon säilyttämiseksi käyttää alipäästösuodinta yhdistettynä kampasuo-timen ulostuloon, jossa kampasuodatetut värikkyyskomponentit esiintyvät. Tämän suotimen ylärajataajuus sijaitsee värikkyyssignaalin komponenttien käyttämän kaistan alapuolella (esimerkinomaisen valinnan ollessa juuri alle 2 MHz). Tämä suodin yhdistää valinnaisesti värikkyyskaistan alapuolella olevat signaalit kam-pasuotimen värikkyysulostulosta yhdistävään piiriin, jossa valinnaisesti yhdistetyt signaalit lasketaan yhteen kampasuotimesta saatujen kampasuodatettujen valotiheysulostulosignaalien kanssa. Tähän yhdistettyyn signaaliin sisältyy kampasuodatettu suur-taajuuksinen osuus (joka sijaitsee taajuuskaistalla suotimen rajataajuuden yläpuolella), josta on poistettu värikkyyssignaali-komponentit sekä "kampaamaton" (toisin sanoen "tasainen") pien-taajuuksinen osuus, jossa kaikki valotiheyssignaalin komponentit on säilytetty.

Toisinaan on toivottavaa tehostaa tai muodostaa huippu pystysuuntaisten yksityiskohtien tietoon esitetyssä kuvassa li-

II

3 72416 säämällä takaisin valotiheyssignaalin suurempi määrä pystysuuntaisten yksityiskohtien signaalia kuin mitä tarvitaan palauttamaan valotiheyssignaali sen alkuperäiseen muotoon (toisin sanoen "tasaisille" amplitudiominaisuuksille). Tällä ylimääräisten pystysuuntaisten yksityiskohtien signaalilla on tällöin tehtävänä tehostaa pystysuuntaisten yksityiskohtien tietoa niin, että tehostetaan kuvan yksityiskohtien erotuskykyä. Pienen tason omaavilla valotiheyssignaaleilla tällainen tehostaminen pyrkii kuitenkin aikaansaamaan kiusallisia näkyviä ilmiöitä, kun läsnä on kohinahäiriöitä, jotka haitallisesti tehostuvat yhdessä pystysuuntaisten yksityiskohtien tiedon kanssa tässä valotiheyssig-naalissa.

Tässä tapauksessa myöskin vuorottaisten juovien perusvaih-telut (ALSUV = alternate line set-up variations), kun niitä on läsnä videosignaalissa, tehostuvat haitallisesti. Tämä ALSUV-il-miö on eräs muoto pienitasoisen signaalin häiriöitä, joka tulee esiin erilaisina vaihteluina videosignaalin mustan tasossa juovalta toiselle ja joka saattaa aiheutua signaalin käsittelyjärjestelmien sivuunasettelusta lahettimessä, vain esimerkki mainiten. Tämä ALSUV-häiriö on erityisen selvää pienitasoisilla videosignaaleilla, jotka ovat suuruudeltaan noin viisi prosenttia suurimmasta odotetusta videosignaalin amplitudista, ja se aikaansaa kiusallisia näkyviä ilmiöitä toistettuun kuvaan, jotka kiusallisesti suurenevat, kun mukaan on järjestetty pystysuuntaisten yksityiskohtien tehostusta.

Eräs keino kohinan ja muiden kiusallisten komponenttien haitallisten vaikutusten saattamiseksi minimiinsä videosignaalissa käyttää menetelmää, jota yleisesti kutsutaan signaalin "sydän-osan poistoksi" (coring), jossa pienet amplitudit signaalissa (mukaanluettuna kohina) poistetaan siten, kuin kuvataan US-paten-tissa 3,715,477, vain esimerkki mainiten.

Eräs edullinen järjestelmä, joka toteuttaa sydänosan poiston pystysuuntaisten yksityiskohtien signaalissa tavalla, joka ei huononna (esim. "tuhri") pystysuuntaisten yksityiskohtien informaatiota, erityisesti pienitasoisten yksityiskohtien informaatiota, joka tulee palauttaa tähän valotiheyssignaaliin, on kuvattu US-patenttihakemuksessa n:o 038,202, jossa keksijöinä ovat W.A. Lagoni sekä J.S. Fuhrer, ja joka on nimitykseltään "Video- 4 72416 kuvan pystysuuntaisten yksityiskohtien palautus ja tehostaminen". Tässä kuvattu järjestelmä aikaansaa myös edullisesti pystysuuntaisten yksityiskohtien informaation tehostuksen oleellisesti ilman, että samanaikaisesti tehostettaisiin häiritseviä signaa-likomponentteja, kuten kohinaa ja vuorottaisten juovien perus-asetusvaihteluja.

Järjestelmä, jossa suuren amplitudin omaavat pystysuuntaisten yksityiskohtien signaalit tasoitetaan (amplitudi pienennetty tai vaimennettu), jotta estettäisiin kuvaputken "pursuaminen", mikä muutoin vääristäisi tai peittäisi yksityiskohtien tietoa, on kuvattu US-patenttihakemuksessa 038,203, keksijänä J.S. Fuhrer nimitykseltään "Epälineaarinen videokuvan pystysuuntaisten yksityiskohtien tiedon käsittely".

Sopien yhteen viimemainitussa samanaikaisessa pantettiha-kemuksessa kuvattujen menetelmien kanssa, on tämän keksinnön periaatteiden mukaan nyt todettu, että on toivottavaa aikaansaada keino säätää signaalin tehostamisen määrää ja tasoitusta, ilman että tämä vaikuttaisi siihen signaaliin, joka tulee palauttaa. Tämän mukaisesti uskotaan nyt edulliseksi aikaansaada signaalin-käsittelypiiri, jossa pienen amplitudin omaavat signaalit, kuten signaalit, joille tulee suorittaa palauttaminen, siirretään käyttäen tiettyä kiinteätä vahvistuskerrointa, kun taas keskisuuren amplitudin omaavat signaalit, jotka tehostetaan ja suuren amplitudin omaavat signaalit, jotka tasoitetaan, vahvistetaan säädet-tävästi ilman, että muutettaisiin kiinteän vahvistuskertoimen ominaisuuksia pienille amplitudeille.

Piiri videosignaalin käsittelemiseksi tämän keksinnön mukaan sisältää ensimmäisen ja toisen signaalimuokkaimen signaali-lähteen syöttämiä signaaleja varten, ja signaalin summauselimet ensimmäisen ja toisen signaalimuokkaimen ulostuloja varten, jolloin ensimmäinen signaalinmuokkain aikaansaa signaalien lineaarisen muokkauksen ja toinen signaalimuokkain signaalien epälineaarisen muokkauksen. Keksinnön mukaiselle piirille on tunnusomaista se, että toinen signaalimuokkain käsittää yhdistelmänä signaalilähteeseen kytketyt ensimmäiset elimet signaalien muokkaamiseksi lineaarisesti; toiset elimet, jotka on kytketty signaalilähteeseen, ja joilla on epälineaarinen signaalien siirto-funktio, signaalien pienten amplitudien muokkaamiseksi ensimmäi- 5 72416 sellä alueella ensimmäisellä vahvistuskertoimella, joka on suurempi kuin nolla, ja signaalien keskisuurten amplitudien muokkaamiseksi toisella alueella toisella vahvistuskertoimella, joka on suurempi kuin ensimmäinen vahvistuskerroin, ja signaalien suurten amplitudien muokkaamiseksi kolmannella alueella kolmannella vahvistuskertoimella, joka on suurempi kuin nolla, mutta pienempi kuin ensimmäinen vahvistuskerroin; sekä elimet ensimmäisten ja toisten elimien ulostulosignaalien yhdistämistä varten toisen signaalimuokkaimen ulostulosignaalin muokkaamiseksi siten, että pienet amplitudit on oleellisesti poistettu siitä.

Tämän keksinnön erään erityispiirteen mukaisesti siinä on elimet yhdistämiselimistä tulevien ulostulosignaalien suuruuden muuttamista varten.

Tämän keksinnön erään ylimääräisen ominaispiirteen mukaisesti muuttamiselimet käsittävät säädettävän impedanssin, joka on kytketty piiriin yhdistämiselimien ja signaalin summauseli-mien väliin signaalin summauselimistä tulevien ulostulosignaalien keskisuurten ja suurten amplitudien suuruuksien muuttamiseksi keskinäisesti komplementäärisellä tavalla oleellisesti vaikuttamatta summauselimistä tulevien ulostulosignaalien pienten amplitudien suuruuksiin.

Tämän keksinnön vielä erään ominaispiirteen mukaisesti käytetään tämän keksinnön periaatteiden mukaista piiriä väritele-visiovastaanottimessa tai vastaavassa järjestelmässä. Tällaiselle piirille ovat tunnusomaisia patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkki-osassa kuvatut piirteet.

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 havainnollistaa lohkokaaviota osasta väritelevi-siovastaanotinta, jossa käytetään vahvistuskertoimeltaan säädettävissä olevaa epälineaarista signaalin käsittelijää tämän keksinnön mukaisena, kuvio 2 esittää erästä suoritusmuotoa vahvistuskertoimeltaan säädettävissä olevasta epälineaarisesta signaalinkäsittely-laitteesta tämän keksinnön mukaan, kuvio 3 esittää piirisovellutusmuotoa osasta kuviossa 2 esitettyä signaalinkäsittelyjää, kuviot 4-7 esittävät amplitudin siirtofunktioita, jotka 6 7241 6 ovat hyödyllisiä tämän keksinnön mukaisen laitteiston toiminnan ymmärtämiseksi.

Kuviossa 1 syöttää yhdistettyjen värivideosignaalien syöt-tölähde 10 videosignaaleja, joihin sisältyy valotiheys- ja vä-rikkyyskomponentit, rakenteeltaan tunnetun kampasuotimen 15 sisääntuloon, kuten esim. sellaiseen kampasuotimeen, jossa käytetään varaussiirtorekistereitä (CCD-osia), kuten on esitetty US-patentissa 4,096,516. Valotiheys- ja värikkyyskomponentit on järjestetty videosignaalin taajuusspektriin taajuuden suhteen lomit-taisesti. Valotiheyskomponentilla on suhteellisen laaja kaistanleveys (alkaen tasavirrasta tai nollataajuudesta noin neljään megahertsiin saakka). Valotiheyskomponentin ylempi taajuuskaista on yhteinen värikkyyskomponentin kanssa, joka käsittää 3,58 MHz:n apukantoaallon amplitudi- ja vaihemoduloituna väri-informaatiolla. Kampasuotimen 15 amplitudin ja taajuuden välinen vaste valotihey-den kampasuodatuksen suhteen omaa amplitudivasteen huippukohdan vaakasuuntaisen juovapyyhkäisytaajuuden kokonaislukumonikerroilia (taajuus likimäärin 15.734 Hz), alkaen tasavirrasta eli nolla-taajuudesta, ja amplitudin nollakohtia juovapyyhkäisytaajuuden puolikkaan parittomilla monikerroilla, joihin sisältyy 3,58 MHz:n värikkyysapukantoaallon taajuus. Kampasuotimen 15 amplitudin ja taajuuden välinen vaste värikkyyden kampasuodatuksen suhteen omaa amplitudivasteen huippukohdan juovataajuuden puolikkaan parittomilla monikerroilla, joihin sisältyy 3,58 MHz:n taajuus sekä amplitudin nollakohdat juovataajuuden kokonaislukumonikerroilla.

Kampasuodatettu valotiheyssignaali (Y) kampasuotimen 15 valotiheysulostulosta yhdistetään alipäästösuotimen 22 kautta signaalin yhdistämispiirin 30 ensimmäiseen sisääntuloon. Suodin 22 on järjestetty päästämään lävitseen kaikki valotiheyssignaa-lin komponentit tietyn rajataajuuden, likimäärin 4 MHz, alapuolelta, ja sen tehtävänä on poistaa kohina ja kytkentäsignaalien kellotaajuuden komponentit, jotka liittyvät kampasuotimen 15 kytken-tätoimintaan, kun käytetään CCD-tyypin kampasuodinta.

Kampasuodatettu värikkyyssignaali (C) syötetään kampasuotimen 15 värikkyysulostulosta värikkyyssignaalin käsittely-yksikköön 64, jotta aikaansaataisiin R-Y, B-Y ja G-Y värierosig-naalit, ja pystysuuntaisten yksityiskohtien alipäästösuotimen 35 yhteen sisääntuloon. Yksikköön 64 sisältyy sovelias suodin, 7 72416 jotta päästettäisiin läpi ainoastaan ne signaalitaajuudet kampa-suotimesta 15, jotka sijaitsevat värikkyyssignaalin taajuuskaistalla. Suotimen 35 rajataajuus on suuruudeltaan likimäärin 1,8 MHz, ja suodin päästää valinnaisesti läpi ne signaalitaa-juudet, jotka ovat läsnä kampasuodatetussa värikkyyssignaalin ulostulossa kampasuotimesta 15, jotka sijaitsevat tämän rajataajuuden alapuolella. Signaalitaajuudet tällä alueella edustavat pystysuuntaisten yksityiskohtien valotiheysinformaatiota, joka puuttuu kampasuodatetusta valotiheyssignaalista, ja joka täytyy palauttaa valotiheyssignaaliin, jotta vältettäisiin pystysuuntaisen erotuskyvyn huonontuminen esitetyn kuvan valotiheyssi-sällössä. Tällainen pystysuuntaisten yksityiskohtien palauttaminen samoin kuin myös säädetty pystysuuntaisten yksityiskohtien tehostaminen ja tasoitus voidaan toteuttaa alla kuvattuun tapaan.

Pystysuuntaisen yksityiskohdan signaalit suotimen 35 ulostulosta omaavat lineaarisen siirtofunktion,ja ne siirretään pitkin signaalitietä, johon sisältyy alipäästösuodin 42, yhdis-tämispiirin 30 toiseen sisääntuloon. Lineaarinen amplitudin siirtofunktio näille signaaleille on muodoltaan esitetty kuviossa 4 sekä psotiiviselle (+) että negatiiviselle (-) signaalin napaisuudelle. Alipäästösuotimella 42 on rajataajuus, joka on suuruudeltaan likimäärin 2 MHz. Pystysuuntaisen yksityiskohtien signaalit suotimesta 35 syötetään myös epälineaariseen pystysuuntaisten yksityiskohtien signaalinkäsittelypiiriin 50, joka lisää erilaisia määriä signaalivahvistusta pystysuuntaisten yksityiskohtien signaaleihin kolmella ennakolta määritellyllä signaaliamplitudin toimialueella. Käsitellyt signaalit syötetään piiristä 50 kolmanteen sisääntuloon yhdistimessä 30, jossa ne lasketaan yhteen niiden signaalien kanssa, jotka on kytketty suotimen 42 kautta, ja kampasuodatetun valotiheyssignaalin kanssa.

Ulostulosignaali yhdistimestä 30 vastaa videosignaalin uudelleen muodostettua valotiheyskomponenttia, jossa pystysuuntaisten yksityiskohtien tieto on palautettu ja säädettävästi tehostettu ja tasoitettu, kuten tullaan kuvamaan kuvioiden 2 ja 7 yhteydessä. Uudelleen muodostettu valotiheyskomponentti yhdistetään myöhemmin valotiheyssignaalin käsittely-yksikköön 32. Vahvistettu valotiheyssignaali Y yksiköstä 32 ja värierosignaalit värikkyyssyksiköstä 64 yhdistetään matriisissa 68, jotta aikaan- 8 7241 6 saataisiin värikuvaa edustavat R-, B- ja G-ulostulosignaalit.

Nämä signaalit yhdistetään sitten soveliaalla tavalla kuvan kirkkauden säätöelektrodeihin värikuvaputkella 70.

Kuvio 2 esittää piiriyksityiskohtia siitä piiristä, joka on yhdistetty pystysuuntaisten yksityiskohtien suotimen 35 ulostulon ja valotiheyden käsittelijän 32 sisääntulon väliin kuviossa 1.

Lineaariset yksityiskohtien signaalit suotimen 35 ulostulosta syötetään sisääntulosignaaleina kuvion 2 piiriin, ja ne yhdistetään signaalin yhteenlaskupisteeseen yhteiskantakytketyn yh-teenlaskevan transistorin 170 emitterille suotimen 42 kautta, johon sisältyvät vastukset 43 ja 44 sekä kondensaattori 45 järjestettynä esitettyyn tapaan. Näitä signaaleja siirretään lineaarisesti amplitudin siirtofunktiolla "A", joka on kuviossa 4 esitettyä muotoa.

Yksityiskohtien signaalit suotimesta 35 siirretään epälineaarisella amplitudin siirrolla (vahvistuskertoimella) käyttäen epälineaarista signaalinkäsittelypiiriä 151, joka on esitetty kuviossa 3 ja kuvattu yksityiskohtaisesti US-patenttihakemuksessa 038,100, keksijänä V.A. Lagoni nimitykseltään "Signaalinkäsitte-lypiiri, jolla on epälineaarinen siirtofunktio". Kuvion 3 piirissä syötetään sisääntulosignaalit (S^) yksityiskohtien suotimesta 35 vahvistinpiirin kantasisääntuloon, johon vahvistimeen sisältyy transistori 75 sekä siihen liittyvä takaisinkytkentä-piiri 80. Lyhyesti sanottuna omaa signaalinkäsittelypiiri 151 epälineaarisen, yhdistetyn amplitudin siirtofunktion, kuten kuviossa 5 on esitetty, jotta aikansaataisiin erilaiset määrät vahvistusta signaaleille, joiden amplitudit ovat niiden kolmen toimialueen puitteissa, joita on merkitty viitemerkeillä I, II ja III kuviossa 5 esitetyn siirtofunktion B mukaisesti sekä positiivisille (+) että negatiivisille (-) singaalin napaisuuksille. Käsitellyt pystysuuntaiset yksityiskohtien signaalit (SQ) piiristä 151 vaihtovirtakytketään piirin 151 ulostulosta kytken-täkondensaattorin 140 kautta. Pieniamplitudiset yksityiskohtien signaalit, joille toteutetaan palautus vyöhykkeellä I, siirretään piirillä 151 käyttäen tiettyä kiinteätä vahvistuskerrointa, suuruudeltaan likimäärin kaksi. Pienet amplitudit keskisuuret amplitudit omaavissa yksityiskohtien signaaleissa käsitellään myös an- li.

7241 6 netulla kiinteällä vahvistuskertoimella, kun taas keskisuuret amplitudit omaavien signaalien huippuamplitudit vahvistetaan käyttäen vahvistuskerrointa likimäärin kolme vyöhykkeellä II. Suuret amplitudit omaavien signaalien huippuamplitudit, joille toteutetaan tasoitus (amplitudin alentaminen) siirretään annettua kiinteää vahvistuskerrointa pienemmällä vahvistuksella vyöhykkeellä III. Pienet amplitudit suuren amplitudin omaavissa signaaleissa käsitellään annetulla kiinteällä vahvistuskertoimella ja keskisuuret amplitudit vahvistetaan kuten yllä on mainittu vyöhykettä II ajatellen.

Epälineaarisesti käsitellyt signaalit käsittely-yksiköstä 151 yhdistetään yhteenlaskuvastuksen 142 kautta transistorin 148 kannalle, jossa nämä signaalit yhdistetään yksityiskohtien signaaleihin, jotka on kytketty pystysuuntaisten yksityiskohtien suotimen 35 ulostulosta (kuvio 1) sinne yhteenlaskevan vastuksen 155 kautta. Vastuksen 155 kautta kytketyt signaalit omaavat myös lineaarisen amplitudin siirtofunktion, joka on kuviossa 4 esitettyä tyyppiä. Transistori 148 toimii invertoivana takaisinkytkennän yhteenlaskuvahvistimen transistorina, ja transistorin 148 kantaelektrodi edustaa "näennäisen maan" yhteenlaskupistettä.

Epälineaarinen amplitudin siirtofunktio "C" liittyy niihin signaaleihin, joita esiintyy transistorin 148 kollektorin ulostulossa, kuten on esitetty kuviossa 6. Erityisesti siirto-funktion C ominaisarvot ja niiden signaalien taso, joita esiintyy transistorin 148 kollektorilla, määräytyvät vastuksen 144 arvon suhteesta vastuksen 142 arvoon sekä vastuksen 144 arvon suhteesta vastuksen 155 arvoon. Vastuksen 142 arvon suhde vastuksen 155 arvoon valitaan siten, että pienet amplitudit signaaleissa yksiköstä 151, sen jälkeen kun ne on käsitelty siirto-funktion B toimialueella I (kuvio 5), kumoavat oleellisesti pienet amplitudit niistä signaaleista, joita on lineaarisesti siirretty vastuksen 155 kautta kun ne signaalit, jotka on kytketty vastuksien 142 ja 155 kautta, yhdistetään transistorissa 148 yhteen. Toisin sanoen, lineaarinen siirtokulmakerroin vyöhykkeellä I vastekäyrässä B ja vasteen A lineaarinen siirtokulmakerroin niille signaaleille, jotka on yhdistetty vastuksen 155 kautta, kumoavat toinen toisensa alueella I niin, että aikaansaadaan epälineaarinen siirtofunktio C (kuvio 6) transistorin 148 koi- 10 7241 6 lektorilla.

Vastus 156 yhdessä vastuksien 144 ja 155 kanssa toimii muodostaen etujännitteen transistorin 148 kollektorille. Kondensaattori 146 yhdessä vastuksen 144 kanssa muodostaa alipääs-tösuotimen 152, jonka rajataajuus on likimäärin 1,8 MHz. Suotimen 152 tehtävänä on parantaa kuvan erotuskykyä erityisesti mitä tulee niihin ilmiöihin, joita saattaa esiintyä näkyvinä häiriöinä pitkin reunaa lävistäjänsuuntaisesti esitetyssä kuviossa, kuten on yksityiskohtaisesti kuvattu US-patenttihakemuksessa 038,204 keksijänä J.P. Bingham sekä W.A. Lagoni nimitykseltään "Kuvan yksityiskohtien parantaminen pystysuuntaisten yksityiskohtien tehostamissysteemissä".

Yksityiskohtien signaali, joka kehitetään transitorin 148 kollektorille, vaihtovirtakytketään kondensaattorin 160 sekä säädettävän vahvistuskertoimen säätövastuksen 165 kautta transistorin 170 emitterille, jossa epälineaarisesti käsitelty yksityiskohtien signaali piiristä 150 lasketaan yhteen lineaarisesti siirretyn signaalin, joka on kytketty suotimen 42 kautta, sekä kampasuodatetun valotiheyden ulostulon kampasuotimesta 15 (kuvio 1) kanssa. Uudelleen muodostettu valotiheyskomponentti, joka sisältää pystysuuntaisten yksityiskohtien signaali-informaation, tulee esiin transistorin 170 kollektorin ulostulosta, ja se syötetään valotiheyssignaalin käsittelijään 32 (kuvio 1).

Pystysuuntaisten yksityiskohtien signaalikomponentti siinä signaalissa, joka kehitetään transistorin 170 kollektorille, omaa säädettävissä olevan amplitudin siirtovasteen "D", kuten on esitetty kuviossa 7. Kuvion 7 siirtofunktio sisältää joukon siirtofunktioita a^ - a4 sekä positiivisia (+) että negatiivisia (-) signaalin napaisuuksia varten, aikaansaatuna vasteena säädöille säätövastuksessa 165 kuviossa 2. Kutakin näistä joukosta siirto-funktioita varten aikaansaadaan tietty ennakolta valittu kiinteä signaalin vahvistuskerroin, jota tämän jälkeen nimitetään palau-tuskertoimeksi, vyöhykkeellä I pienille signaaliamplitudeille, kun taas säädettävissä olevia vahvistusmääriä kohdistetaan keskisuurille ja suurille amplitudeille, joita käsitellään vyöhykkeillä II ja III, ilman että silti muutettaisiin kiinteän vahvistuskertoimen siirtovastetta alueella I.

li 11 7241 6

Palautusvyöhykkeellä I aikaansaatu palautuskerroin pie-nitasoisille signaaleille (esim. signaaleille, joiden amplitudit ovat suuruudeltaan noin viisi prosenttia suurimmasta odotettavissa olevasta amplitudista) on sellainen, että pienita-soiset yksityiskohtien signaalit käsitellään yhdessä kohinan ja muiden haitallisten komponenttien kanssa ilman tehostamista vyöhykkeellä I. Pystysuuntaisten yksityiskohtien signaalien huippuamplitudi keskisuuren amplitudin omaaville signaaleille (esim. amplitudeille, joiden suuruus on 5-40 prosenttia suurimmasta odotettavissa olevasta amplitudista) käsitellään säädet-tävästi tehostamisvyöhykkeellä II, jotta siellä säädettävästi tehostettaisiin pystysuuntaisten yksityiskohtien informaatiota ja kuvan erotuskykyä tällä vyöhykkeellä. Huippuamplitudi suhteellisen suuren amplitudin omaavissa pystysuuntaisten yksityiskohtien signaaleissa (esim. välillä 40-100 prosenttia odotettavissa olevasta maksimiamplitudista), jotka vastaavat suuren kontrastin omaavia kuvia, kuten esimerkiksi kirjaimia, käsitellään säädettävästi vyöhykkeellä III, jotta säädettävästi vaimennettaisiin tai tasoitettaisiin suuria amplitudeja, jotka saattavat olla riittävän suuria aikaansaadakseen liiallista kontrastia ja kuvaputken "pursuamista", mikä saattaisi muutoin vääristää tai pilata kuvan yksityiskohtia.

Nyt voidaan todeta, että vyöhykkeellä I pienitasoinen pystysuuntaisten yksityiskohtien signaali-informaatio on palautettu riittävässä määrin, jotta säilytettäisiin normaali pienitasoinen pystysuuntainen erotuskyky esitetyn kuvan valoisuus-sisällössä. Palautuksen vahvistuskertoimen määrä vyöhykkeellä I vastaa edullisimmin sitä määrää signaalin vahvistuskertoimessa, joka tietyssä järjestelmässä vaaditaan palauttamaan pystysuuntaisten yksityiskohtien komponentin pienet amplitudit valoti-heyssignaaliin siten, että lopullisesti uudestaan muodostetulla valotiheyssignaalilla on oleellisesti "tasainen" amplitudivaste pieniamplitudisten yksityiskohtasignaalien suhteen. Tässä yhteydessä tulee todeta, että palautuksen vahvistuskertoimen suuruus on funktio erilaisista tekijöistä mukaanluettuna signaalin siirron ominaisuudet niissä piireissä, jotka on kytketty kampa-suotimen 15 sekä valotiheyden käsittelijän 32 ulostulojen väliin, 12 7241 6 näiden käsitellessä lopullisesti uudestaan muodostettuja valoti-heyssignaaleja sekä funktio niiden signaalien suhteellisista suuruuksista, joita esiintyy kampasuotimen 15 ulostuloissa, esimerkkejä mainiten.

Palautuskertoimen valinta, mikä toteutetaan amplitudin siirtovasteella alueella I, sisältää myös sen seikan huomioonottamisen, että tulosten tulee olla hyväksyttävissä tietyssä videosignaalin käsittelyjärjestelmässä. Esim. mikäli palautusker-roin on liian suuri, tulee pienen tason ALSUV-signaalihäiriö todennäköisesti näkyviin. Mikäli palautuskerroin on riittämätön, tulee näkyviin merkityksellisiä kampasuodatusilmiöitä (signaalin huippukohtia ja nollakohtia eri taajuuksilla) pystysuuntaisten yksityiskohtien taajuusalueelle alle 2 MHz:n osuudella, mikä johtaa pienempään määrään pienen tason pystysuuntaisten yksityiskohtien informaatiota. Täten amplitudin siirto-ominaisuuksien kaltevuus alueella I vastaa sitä signaalin vahvistuskertoi-men määrää, joka on tarpeen aikaansaamaan haluttu vaste (tasainen valotiheysaste) ilman, että tällöin tuotaisiin mukaan hyväksymättömissä olevia sivuilmiöitä. Signaalin amplitudivaste alueella I omaa edullisimmin kiinteän riippuvaisuuden sen signaalin käsittelytien vasteeseen, joka siirtää kampasuodatetun valoti-heyssignaalin (Y) kampasuotimen 15 ulostulosta.

Tässä esimerkissä keskisuuret amplitudit omaavien signaalien huippuamplitudit vahvistetaan säädettävästi alueella II mak-simimääräisen signaalin vahvistuskertoimen suuruudeltaan likimää-rin kolme ja minimimääräisen signaalin vahvistuskertoimen määrältään likimäärin kaksi välillä, mikä tässä tapauksessa vastaa palautuskertoimen suuruutta. Pieniamplitudiset signaalit mukaanluettuna keskisuuret amplitudit omaavien signaalien pienet amplitudit käsitellään kuitenkin palautuskertoimella (toisin sanoen ilman tehostamista). Täten niiden haitallisten pienitasoisten signaalikomponenttien tehostaminen, joihin sisältyy kohinaa ja ALSUV-häiriöitä, saadaan oleellisesti poistettua tai pienennettyä hyväksyttävissä olevaan minimäärään saakka ja kuvan "tuhriu-tuminen" pienitasoisten pystysuuntaisten yksityiskohtien informaatiosta voidaan välttää.

Siirtovaste a^ aikaansaadaan eräällä säädettävän vastuksen 165 ääriasetuksella ja se vastaa tilannetta, jossa maksimi 7241 6 määrä vahvistusta tai tehostusta kohdistetaan keskisuuriin amp-litudeihin vyöhykkeellä II ja missä maksimimäärä vaimennusta tai tasoittamista kohdistetaan suuriin amplitudeihin vyöhykkeellä III. Tätä siirtovastetta varten aikaansaadaan maksimi vahvistus-kerroin likimäärin kolme niille signaaleille, joita käsitellään vyöhykkeellä II ja vahvistuskerroin pienempänä kuin palautusker-roin kohdistetaan signaaleihin, joita käsitellään vyöhykkeellä III.

Ne signaalin vahvistuskertoimet, jotka kohdistetaan signaaleihin, joita on käsitelty vyöhykkeillä II ja III, saadaan muuttumaan jatkuvasti keskenään komplementäärisillä tavoilla molemmille signaalin napaisuuksille sitä mukaa kuin vastusta 165 säädetään kohti sen toista äärimmäistä asetuskohtaa. Palautus-kertoimen kiinteä määrä, joka kohdistetaan pienille signaaliamp-litudeille, joita käsitellään vyöhykkeellä I, ei muutu säädettäessä vahvistuskertoimia vyöhykkeillä II ja III.

Siirtovaste aikaansaadaan säädettävän vastuksen 165 keskikohta-asetuksella ja se vastaa tilannetta, jossa keskisuuret amplitudit omaavien signaalien huippuamplitudit vahvistetaan alueella II pienemmällä vahvistuskertoimella kuin mitä liittyy vasteeseen a^. Samalla kertaa suuret amplitudit omaavien signaalien huippuamplitudit käsitellään alueella III suuremmalla vahvistuskertoimella kuin mitä liittyy vasteeseen a^. Täten signaalin vahvistuskertoimet, jotka liittyvät alueisiin II ja III, vaihtelevat komplementäärisesti keskenään sitä mukaa kun vastusta 165 säädetään. Analogiset huomiot koskevat välillä olevaa siirtovastetta a^·

Siirtovaste a. aikaansaadaan toisella äärimmäisellä sää-4 dettävän vastuksen 165 asetusarvolla, ja se vastaa tilannetta, jossa minimimäärä vahvistusta kohdistetaan signaaleihin, jotka käsitellään vyöhykkeellä II, ja jossa minimimäärä vaimennusta tai tasoitusta kohdistetaan signaaleihin, jotka käsitellään vyöhykkeellä III. Tässä esimerkissä se minimivaste, joka liittyy siir-tovasteeseen a^ alueita II ja III varten rajoittuu palautussiir-tofunktion siihen kaltevuuteen, joka liittyy alueeseen I. Täten vahvistuskerroin, joka kohdistetaan signaaleihin, jotka on käsitelty vyöhykkeillä II ja III, on yhtä suuri kuin palautuksen vahvistuskerroin, joka kohdistetaan signaaleihin vyöhykkeellä I, 14 7241 6 minkä johdosta palautuskerroin vastaa minimimääräistä vahvistus-kerrointa, mikä on toteutettavissa vyöhykkeellä III. Siirtymäkohta P, joka määrittelee rajakohdan alueiden II ja III välillä, siirtyy pystysuuntaisesti kun vahvistuskerrointa säädetään.

Kuvattu signaalin käsittelyjärjestely sallii edullisesti keskisuuret ja suuret amplitudit omaavien pystysuuntaisten yksityiskohtien signaalien vahvistuskertoimen säätämisen ilman että muutettaisiin sitä ennakolta määriteltyä kiinteätä vahvistuskerrointa, joka toteutetaan pienitasoisille signaaleille, joita käsitellään vyöhykkeellä I. Kuvattu järjestely sallii myös suuri-amplitudisten signaalien vahvistuskertoimen lisäämisen vyöhykkeellä III yhdessä sen vahvistuskertoimen pienentämisen kanssa, mikä toteutetaan keskisuuret amplitudit omaaville signaaleille tehostamisvyöhykkeellä II, jotta täten saataisiin minimiinsä yksityiskohtien häviäminen, mikä liittyy suuren amplitudin omaaviin signaaleihin, joita käsitellään vyöhykkeellä III.

Säädettävä vastus 165 voi olla katsojan säätämä tai se voi olla valmistuksen tai suunnittelun yhteydessä esiasetettu säädin, joka sovitetaan etukäteen täyttämään eri järjestelmien pystysuuntaisten yksityiskohtien signaalien epälineaarisille siirto-vasteille asettamat vaatimukset. Samoin voidaan transistori 165 korvata muilla säädettävillä impedanssipiireillä, kuten piirillä, johon sisältyy transistori säädettynä impedanssilaitteena, joka toimii sopivan vahvistuskertoimen säätöjännitteen syöttö-lähteen ohjaamana.

Claims (5)

7241 6 15

1. Piiri signaalilähteen syöttämien signaalien käsittelemiseksi, joka piiri sisältää ensimmäisen (42) ja toisen (50) signaalimuokkaimen signaalilähteen syöttämiä signaaleja varten, ja signaalin summauselimet (30) ensimmäisen ja toisen signaalimuokkaimen ulostuloja varten, jolloin ensimmäinen sig-naalimuokkain aikaansaa signaalien lineaarisen muokkauksen ja toinen signaalimuokkain signaalien epälineaarisen muokkauksen, tunnettu siitä, että toinen signaalimuokkain käsittää yhdistelmänä signaalilähteeseen kytketyt ensimmäiset elimet (155) signaalien muokkaamiseksi lineaarisesti; toiset elimet (151), jotka on kytketty signaalilähteeseen, ja joilla on epälineaarinen signaalien siirtofunktio, signaalien pienten amplitudien muokkaamiseksi ensimmäisellä alueella ensimmäisellä vahvistuskertoimella, joka on suurempi kuin nolla, ja signaalien keskisuurten amplitudien muokkaamiseksi toisella alueella toisella vahvistuskertoimella, joka on suurempi kuin ensimmäinen vahvistuskerroin, ja signaalien suurten amplitudien muokkaamiseksi kolmannella alueella kolmannella vahvistuskertoimella, joka on suurempi kuin nolla, mutta pienempi kuin ensimmäinen vahvistuskerroin; sekä elimet (148) ensimmäisten ja toisten elimien ulostulosignaalien yhdistämistä varten toisen signaalimuokkaimen ulostulosignaalin muokkaamiseksi siten, että pienet amplitudit on oleellisesti poistettu siitä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnettu siitä, että siinä on elimet (165) yhdistämiselimistä tulevien ulostulosignaalien suuruuden muuttamista varten.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen piiri, tunnet-t u siitä, että muuttamiselimet käsittävät säädettävän impedanssin (165), joka on kytketty yhdistämiselimiiin (148) .

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri, tunnet-t u siitä, että säädettävä impedanssi (165) on kytketty piiriin yhdistämiselimien (148) ja signaalin summauselimien (30,170) väliin signaalin summauselimistä tulevien ulostulosignaalien keskisuurten ja suurten amplitudien suuruuksien muuttamiseksi keskinäisesti komplementäärisellä tavalla oleel- 16 7241 6 lisesti vaikuttamatta summauselimistä tulevien ulostulosignaalien pienten amplitudien suuruuksiin.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen piiri väritelevisio-vastaanotin ta varten, joka piiri käsittelee yhdistettyä videosignaalia, joka käsittää kuvaa vastaavat luminanssi- ja värikkyyskomponentit annetulla taajuusalueella taajuuslomi-tettuina, jolloin vastaanotin käsittää kampasuodatinelimet (15), joiden ensimmäisessä ulostulossa on muunnos (Y) yhdistetystä videosignaalista, joka on käsitelty ensimmäisellä taajuusvasteominaiskäyrällä, jolla on amplitudihuiput kuvan juovapyyhkäisytaajuuden kokonaislukumonikertojen kohdilla ja amplitudin nollakohdat juovataajuuden puolikkaan parittomilla kokonaislukumonikerroilla, ja joiden toisessa ulostulossa on muunnos (C) yhdistetystä videosignaalista, joka on käsitelty toisella taajuusvasteominaiskäyrällä, jolla on amplitudihuiput juovataajuuden puolikkaan parittomilla kokonaislukumonikerroilla ja amplitudin nollakohdat juovataajuuden kokonaislukumonikerroilla, ja jolloin toisessa ulostulossa olevat signaalit sisältävät signaalitaajuuksia, jotka edustavat kuvan pystysuuntaisten yksityiskohtien luminanssi-in-formaatiota, joka puuttuu ensimmäisessä ulostulossa olevista signaaleista, ja elimet (35), jotka on kytketty kampasuodatin-elimien toiseen ulostuloon, pystysuuntaisia yksityiskohtia vastaavien signaalitaajuuksien selektiiviseksi läpipäästämiseksi ja värikkyyssignaalitaajuuksilla olevien signaalien poistamiseksi, tunnettu siitä, että päästöelimet (35) ovat osa signaalilähdettä, ja että piirissä on elimet (22), jotka lisäksi syöttävät kampasuodatinelimien (15) ensimmäisessä ulostulossa olevat signaalit signaalin summauselimiin (30). II 17 7241 6