FI74572B - Kontroll foer framhaevningen och faergen av en automatisk videosignal. - Google Patents

Description

74572

Automaattinen videosignaalin korostuksen ja värin säätö

Esillä oleva keksintö kohdistuu järjestelmään, joka automaattisesti säätää väritelevisiovastaanottimen 5 tai vastaavan järjestelmän käsittelemän värivideosignaalin valotiheyskomponentissa esiintyvän korostuksen (peaking) määrää, ja samanaikaisesti vaimentaa videosignaalin vä-rikkyyskomponenttia valotiheyskomponenttia säädettävästi jälkikorostus (depeaking) suuritaajuisen kohinan ollessa 10 liiallista.

Väritelevisiovastaanottimen tai vastaavan järjestelmän käsittelemme videosignaaleille vasteell isena muodostettua toistettua kuvaa voidaan subjektiivisesti parantaa tai tehostaa lisäämällä videosignaalin ampli-15 tudisiirtyrnien luiskien kaltevuutta tai "jyrkkyyttä".

Kyseinen tehostus, johon tavallisesti viitataan signaalin "korostamisena" (peaking"), liittyy tyypillisesti videosignaalin suurtaajuiseen informaatiosisältöön. Esimerkiksi vaakasuuntaisen kuvan korostus voidaan aikaansaada kehit-20 tämällä signaalin "alitus" ("preshoot") juuri ennen ampli-tudisiirtymää ja signaalin "ylitys" ("overshoot") juuri amplitudisiirtymän jälkeen niin, että videosignaalin amplitudisiirtymät mustasta valkoiseen ja valkoisesta mustaan painottuvat.

25 Televisiovastaanottimen käsittelemässä videosig naalissa ilmenevän korostuksen määrä voi vaihdella kanavalta toiselle ja se voi johtua useasta eri lähteestä. Vaakasuuntaisen kuvan korostus voidaan aikaansaada yleis-radiolähettimessä ja televisiovastaanottimen piireissä 30 kiinteinä tai säädettävinä määrinä. Signaalin korostus tai jälkikorostus voi johtua myös signaalin epäsovituksesta (esimerkiksi impedanssin epäsovituksesta) kaapelitelevisio-signaalin jakelutiellä. Koska signaalin korostus painottaa videosignaalin suurtaajuusvastetta, harhasignaalien esiin-35 tyminen, mukaanlukien niin 1ähettimessä, signaalin etene- 2 74572 misessä kuin vastaanottimessa aiheutunut suutaajuinen kohina, on myös syytä ottaa huomioon määrättäessä videosignaalille annettavan korostuksen ja jäikikorostuksen määrää. Edellisen mukaisesti on edullista automaatti-5 sesti korostaa ja jälkikorostaa videosignaalia videosignaalin suurtaajuussisällön funktiona, suurtaajuus-sisällön sisältäessä eri lähteistä aiheutuvia kohina-ja korostuskomponentteja, videosignaalin korostuksen määrän optimoimiseksi sen tavoitteen mukaisesti, että 10 aikaansaadaan toistettu kuva, jossa kuvan vksityis- kohta on hyvä erilaisissa signaaliolosuhteissa. Erityisen edullinen tämän tyyppinen automaattinen korostuksen säätöjärjestelmä on esitetty amerikkalaisessa patenttijulkaisussa US 4 351. 003, W. E. Harlan.

15 Väritelevisiovastaanottimen tapauksessa, jossa käsitellään väritelevisiosignaalia, joka käsittää kuvaa edustavat valotiheyden ja värikkyyden signaalikompo-nentit, mukaan sisältyvä automaattinen korostuksen säätöjärjestelmä tyypillisesti toimii säätäen valotiheys-20 signaalin suurtaajuista korostussisältöä. Tässä yhteydessä on huomattu, että automaattisen korostuksen säätöjärjestelmän aiheuttaessa valotiheyssignaalille huomattavasti pienentyneen korostuksen (eli merkittävän jälki-korostuksen heikon vastaanotetun televisiosignaalin esiin-25 tyessä, joka signaali tavallisesti sisältää merkittävän määrän suurtaajuisia harhasignaaleja, kuten kohinaa, saattaa esitetyssä värikuvassa olla epäedullisesti yli-kyllästyneet värit. Tämä ei-toivottu seuraus johtuu siitä tosiasiasta, että kohina ollessaan kytketty vastaanottimen 30 värikkyyssignaalin käsittelykanavan kautta lisää värik-kyyskomponenttia, kun taas vastaavat kohinamäärät ovat poissa vastaanottimen valotiheyskanavan käsittelemästä valotiheyssignaalista valotiheyssignaalin jälkikorostuk-sesta johtuen, koska valotiheyskanavan suurtaajuusvaste 35 on pienentynyt automaattisen korostuksen säätöjärjestelmän toiminnasta johtuen.

3 74572

Esillä olevalle keksinnölle ovat tunnusomaisia patenttivaatimuksessa 1 esitetyt tunnusmerkit.

Esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti automaattisen valotiheyssignaalin korostuksen säätöpiirin 5 sisältävässä värivideosignaalin käsittelyjärjestelmässä selostettu ei-toivottu ylikyllästyneen kuvavärin seuraus heikoissa kohinaisissa signaaliolosuhteissa kompensoidaan säätämällä värivideosignaalin värikkyyskomponentin suuruutta tiettyyn suuntaan esitetyn värikuvan värikylIäisyyden 10 vähentämiseksi, siten aikaansaamalla miellyttävämpi väri kuva silloin, kun valotiheyssignaalia on jälkikorostettu heikoissa, kohinaisissa signaaliolosuhteissa.

Esillä olevan keksinnön tunnusomaisen piirteen mukaisesti värikkyyskomponentin suuruutta säädetään jälki-15 korostettua valotiheyssignaalia edustavan säätösignaalin ja heikon videosignaalin läsnäoloa osoittavan säätösignaalin esiintymiselle vasteellisena.

Piirustuksissa:

Kuva 1 esittää lohkokaaviomuodossa väritelevisio-20 vastaanottimen osaa, joka sisältää esillä olevan keksinnön mukaisen laitteen sisältävän signaalin säätöjärjestelmän suoritusmuodon; ja

Kuva 2 esittää kuvan 1 laitteen toista suoritusmuotoa .

25 Kuvassa 1 antennin 10 vastaanottamat yleisradiovä- ritelevisiosignaalit syötetään virittimeen 12, joka sisältää säädettävästä viritetyt suurtaajuusvahvistinasteet (RF). Virittimestä 12 saatavat antosignaalit syötetään välitaa-juussignaalin (IF) käsittely- ja vahvistuspiiriin 14. Pii-30 ristä 14 saatavat välitaajuussignaalit ilmaistaan videoil-maisimella 16 ja ilmaistut signaalit vahvistetaan video-vahvistimella 18, ennen niiden kytkemistä taajuuden va-lintapiiriin 20 (joka sisältää esimekriksi kampasuodat-timen). Piiristä 20 saatavat antosignaalit vastaavat väri-35 televisiosignaalin erotettuja valotiheyden (Y) ja värikkyyden (C) komponentteja. Valotiheyskomponentilla on suhteellisen laaja kaistanleveys ulottuen noin 4,2 MHz:iin.

4 74572

Valotiheyskomponentin ylempi taajuusalue, erityisesti välillä 3,08 MHz ja 4,08 MHz, on jaettu värikkyyskomponentin kanssa, joka käsittää väri-informaation kanssa amplitudi-ja vaihemoduloidun, 3,58 MHz:in taajuisen apukantoaalto-5 signaalin. Värikkyyskomponentti syötetään värikkyyden käsittelijään 25 (joka sisältää esimerkiksi vahvistin- ja väridemodulaattoriasteet) värierosignaalien R-Y, G-Y ja B-Y tuottamiseksi antoon. Piirin 20 valotiheyssignaalin anto käsitellään automaattisella korostuksen säätöjärjestel-10 mällä 30, joka antaa valotiheyssignaali]le säädettäviä määriä vaakasuuntaista korostusta. Järjestelmän 30 säädet-täyästi korostettu valotiheyssignaalin anto kytketään valotiheyden käsittelijän 40 (joka sisältää esimerkiksi vahvistinasteita ja kirkkauden ja kontrastin säätö-15 piirejä) kautta matriisiin 44, jossa korostettu valotiheyssignaali yhdistetään käsittelijästä 25 saatavien yärierosignaalien kanssa värikuvaa edustavien signaalien R, G ja B muodostamiseksi. Värikuvaputki 45 esittää värikuvan värisignaaleille R, G ja B vasteellisenä.

20 Automaattinen vahvistuksensäätösignaali (AGC) kehi tetään ilmaistun videosignaalin amplitudille vasteellisena AGC-piirin 17 avulla. AGC-signaali auttaa säätämään virit-timen 12 suurtaajuusvahvistinasteen signaalivahvistusta ja piirin 14 välitaajuusvahvistimen signaalivahvistusta 25 yksiköstä 16 saatavan ilmaistun televisiosignaalin ylläpitämiseksi halutulla tasolla. AGC-signaalin taso on vastaanotetun televisiosignaalin voimakkuuden osoitus, ja sitä käytetään kuvan 2 säätöpiirin yhteydessä kuten tullaan selostamaan.

30 Automaattinen korostuksen säätöjärjestelmän °0 si sältää valotiheyssignaalille vasteellisen korostusgene-raattorin 32 vaakasuuntaisen korostussignaalikomponentin kehittämiseksi, joka yhdistetään valotiheyssignaaliin yhdistimessä 33 korostetun valotiheyssignaalin tuottami-35 seksi yhdistimen 33 antoon. Korostusgeneraattori 32 voi olla edellä mainitussa viitteeksi liitetyssä patentissa W.E. Harlar esitettyä tyyppiä. Korostusgeneraattorin 32 muodostaman korostussignaalin suuruus, ja siten valotiheyssignaalille annetun vaakasuuntaisen korostuksen määrä, on 74572 taajuuden valintapiiristä 20 saadun valotiheyssignaalin suurtaajuussisällön funktio. Tässä suhteessa valotiheyssignaalin suurtaajuiset komponentit kohina mukaanlukien on selektiivisesti kytketty suodattimen 35 kautta keski-5 arvolle vasteelliseen amplitudin ilmaisimeen 36. Ilmaisin 36 aikaansaa suodattimesta 35 saatavien suurtaajuisten komponenttien tasoon verrannollisen säätösig-naalin annon.

Ilmaisimen säätösignaali syötetään korostus-10 generaattorin 32 vahvistuksen säädön ottoon generaattorista 32 saatavan korostussignaalin tason säätämiseksi ilmaistun valotiheyssignaalin suurtaajuisen sisällön tasoon nähden kääntäen suhteellisena. Siten korostus-signaalin taso vastaavasti kasvaa ja laskee valotiheys-15 signaalin suurtaajuisen sisällön laskiessa ja kasvaessa. Generaattorissa 32 saatavan korostussignaalin tasoa voidaan säätää myös manuaalisesti kuten generaattoriin 32 kytketyn katsojan säädettävissä olevan potentiometrin 31 avulla. Tämän tyyppinen manuaalinen korostuksen säätö on 20 esitetty edellä mainitussa amerikkalaisessa patenttijulkaisussa W.E. Harlan.

Ilmaisimesta 36 saatava ilmaistu antosignaali edustaa valotiheyssignaaliin suurtaajuista informaatiosisältöä tietyllä taajuusalueella. Piirin 30 ilmaisun 25 taajuusvaste voi esimerkiksi kattaa taajuusalueen noin 1,0 MHz:stä 3,0 MHz:iin (-3 dB:n pisteet) vasteen huippu-amplitudin ollessa noin 2,0 MHzriin kohdalla. Taajuus-vasteen määrää ensisijaisesti suodattimen 35 ominaiskäyrä, suodattimen voidessa olla ylipäästö- tai kaistanpäästö-30 suodatin. Käytännön syistä koko televisiovastaanotinjär-jestelmän tyypillinen taajuusvaste ja normaalisti koettujen valotiheyssignaalien taajunssisältö ovat sellaisia, että selostettu ilmaisun taajuusvaste tarjoaa korostus-ja kohinakomponentteja sisältävän valotiheyssignaalin 35 suurtaajuisen sisällön sopivan osoituksen. Kuitenkin muun- 6 74572 laiset ilmaisun taajuuusyasteet ovat myös mahdollisia tietyn järjestelmän vaatimuksista riippuen .

Automaattinen korostuksen säätöpiiri 30 on järjestetty niin, että se säädettävästi lisää valo-5 tiheyssignaalin korostusta (eli lisää valotiheyssignaalin amplitudisiirtymisien luiskien kaltevuutta) lisäämällä säädettäviä määriä generaattorista 32 saatavaa korostus-signaalia vaiotiheyssignaaliin. Siten korostetulla valotiheyssignaalilla on amplitudisiirtymä, jonka luiskan 10 kaltevuus on suuurempi kuin korostamattoman signaalin luiskan kaltevuus. Jälkikorostetulla valotiheyssignaa-lilla ovat korostuskomponentti ja vastaavan amplitudi-siirtymän luiskan kaltevuus pienempiä kuin korostetulla signaalilla, mutta ytä suuria tai suurempia kuin korosta-15 mattomalla signaalilla. Tämän tyyppinen korostuksen säätöpiiri on esitetty edellä mainitussa patenttijulkai-siussa W.E. Harlan.

Korostuksen säätöpiiri 30 on järjestetty niin, että se toimii valotiheyssignaalin normaalisti odotetun 20 suurtaajuisen sisällön suhteen siten, että nimellinen määrä korostusta lisätään normaalisti valotiheyssignaaliin, määrän ollessa riittävä tuottamaan haluttu miellyttävä värikuvanäyttö normaalisti odotetuissa valotiheyssignaali-olosuhteissä. Manuaaliseen korostuksen säätöön nähden nimelli-25 nen korostuksen taso voi vastata manuaalisesti säädettävän korostuksen säätimen 31 keskiasetusta. Valotiheyssignaalin korostus on automaattisesti ja manuaalisesti säädettävissä nimellisen korostustason suhteen korostetun tai jälkikoros-tetun valotiheyssignaalin tuottamiseksi kuten edellä oli 30 mainittu.

On huomattava, että ilmaisimen 36 säätösignaalin anto edustaa ensisijaisesti suurtaajuisissa kohinakompo-nentteja heikon, kohinaisen vastaanotetun televisiosignaalin esiintyessä, ja johtaa jälkikcrostettuun vaiotiheyssignaa-35 liin tässä signaaliolosuhteessa. Tässä tilanteessa esitetyssä värikuvassa voi esiintyä epäedullisesti ylikyl- 7 74572 lästyneet värit yärikkyyssignaalin ja valotiheyssignaalin epätasapainosta johtuen, jälkimmäisen ollessa jälkikoros-tettu valotiheyssignaalin nimelliskorostusolosuhteeseen suhteellisena. Erityisesti, kyseinen ylikyl]ästyneen värin 5 tilanne johtuu siitä tosiasiasta, että varmentamaton kohina on kytketty värikkyyskanavan kautta ja lisätty värikkyys-signaaliin, kun taas valotiheyskanavassa kohinaa on vaimennettu valotiheyssignaalin jälkikorostuksesta johtuen. Kyseisen värikkyyden ja valotiheyden epätasapainon tuotta-10 man ylikyl1ästyneen väriolosuhteen näkyvä seuraus voi esiintyä myös järjeielmässä, jossa valotiheyssignaalin jälki-korostus on tuotettu subtraktiivisellä käsittelyllä, joka todellisuudessa vähentää amplitudisiirtyrnien luiskien kaltevuutta suhteessa korostamattoman valotiheyssignaalin 15 luiskan kaltevuuteen. Tämän tyyppinen järjestelmä on esitetty amerikkalaisessa patenttijulkaisussa US 4 081 836, Skinner.

Esillä olevassa järjestelyssä y]ikyllästyneen väritilan näkyvää vaikutusta on pienennetty pienentämällä 20 värikkyyssignaalin aitiplituudia, ja siten pienentäen väri-kylläisyyttä, kun valotiheyssignaaljssa esiintyy jälki-korostusta. Erityisesti, jos ilmaisimesta 36 saatavaa säätösignaalia edustava kohina on riittävän suuri ylittääk-seen normaalisti ei-johtavan kynnyspiirin 38 johtavuuden 25 kynnystason, niin kynnyspiiri 38 johtaa ilmaisimen säätö-signaaliin verrannollisen säätösignaalin värikkyyden käsittelyjän 25 vahvistuksen ohjausottoon. Piiri 38 voi käsittää normaalisti ei-johtavan vahvistimen joka, ollessaan saatettu kykeneväksi johtamaan ilmaisimen säätöjän-30 nitteelle vasteellisena, tarjoaa ilmaisimen säätösig-naaliin verrannollisen sopivan vahvistuksen ohjauksen ottosignaalin. Johdettu vahvistuksen säätösignaali auttaa verrannollisesti modifioimaan käsittelijän 25 värikkyys-signaalivahvistimien signaalivahvistusta tietyllä tavalla 35 värikkyyssignaalin amplitudin pienentämiseksi siten vähentäen värikylläisyyttä. Kynnyspiirin 38 johtama säätösig- 8 74572 naali muuttuu edullisesti lineaarisesti. Voidaan kuitenkin käyttää ilmaisimesta 36 saatavalle säätösignaalille myös muita ennalta määrättyjä suhteita. Kuvan värikylläisyyttä voidaan vähentää säätämällä värikkyyssignaalia ennen käsit-5 telijässä 25 tapahtuvaa demodulointia, tai säätämällä demoduloituja värierosignaaleja.

Selostettu ylikyllästyneen värin tila on katsojan havaittavissa johtuen katsojan visuaalisesti suoritettavasta koko kuvan värisisällön intensiteetin keskiarvois-10 tamisesta. Ilmaisimessa 36 käytetään keskiarvoilmaisinta mieluummin kuin huippuilmaisinta, koska keskiarvoilmaisin on edullisempi ilmaistaessa videosignaalin suurtaajuista sisältöä erityisesti heikossa ja kohinaisissa vastaan-ottosignaaliolosuhteissa, ylikyllästyneen värin tilan 15 perusteellisen kompensoinnin tarkoitusta varten. Keskiarvoilmaisin tarjoaa käyttökelpoisen osoituksen suuri-tiheyksiselle (eli pitkän jakson keskiarvoiselle suurtaajuiselle kohinalle, jollainen tyypillisesti liittyy heikkoihin signaaliolosuhteisiin, verrattuna satunnaisesti 20 esiintyvään impulssikohinaan.

Kuva 2 esittää kuvassa 1 esitetyn säätölaitteen suoritusmuodon muunnosta. Kuvassa 2 ilmaisin 36 ja kynnys-piiri 38 vastaavat vastaavasti identifioituja kuvassa 1 esitettyjä elementtejä. Kuvan 2 laite sisältää lisäksi 25 JA-logiikkaveräjän 50, kynnysjohtavuuspiirin 52, ja normaalisti ei-johtavan veräjän 55 (esimerkiksi signaalin siirtoveräjän tai analogisen elektronisen kytkimen).

Kuvan 2 järjestely käyttää AGC-informaatiota heikkojen vastaanotettujen televisiosignaalien läsnäolon 30 osoittamiseen. Tässä järjestelyssä in oletetty, että kynnys-piirin 38 annossa ilmaantuvalla ilmaisimen säätösignaa-lilla on positiivisuuntainen suunta ilmaisimen 36 ilmaiseman suurtaajuisen kohinan kasvavien tasojen suhteen, ja että kynnyspiirille 52 vasteellisella AGC:n annolla myös 9 74572 on positiivisuuntainen suunta AGC—ottosignaalin suhteen, joka edustaa kasvavasti heikkoja (eli pieniamplitudisia) vastaanotetun televisiosignaalin olosuhteita. Kynnys-piiristä 38 saatava anto muuttuu ilmaisimesta 36 saata-5 vaan ilmaistuun signaaliin verrannollisena, ja syötetään JA-veräjän 50 yhteen ottoon ja veräjän 55 signaali-ottoon. Kynnyspiirille 52 vasteellinen AGCrstä saatava antosignaali voi olla kiinteä tai muutettava sen jälkeen, kun piirin 52 johtavuuden kynnystaso on ylitetty, koska 10 tämä signaali toimii vain loogisena signaalina JA-verä-jän 55 ohjaamiseksi.

JA—veräjän 50 annossa esiintyy positiivinen taso (eli looginen taso "L) veräjän 55 sallimiseksi johta ilmaisimen säätösignaalin kynnyspiiristä 38 värikkyyden 15 käsittelijän 25 vahvistuksen ohjausottoon vain silloin, kun veräjän 50 signaaliotot ovat riittävän suuria positiivi-sessä suunnassa (eli vain silloin, kun näillä ottosignaa-leilla molemmilla esiintyy looginen taso "1"). Siten tässä suoritusmuodossa värikkyyssignaalin amplitudi ja siten 20 selostettu ylikyllästyneen värin tila pienenee vain silloin, kun kohinaa edustava ilmaisimesta 36 saatavaa säätösignaalia edustava kohina on suuri vasteellisena merkittävälle määrälle suurtaajuista kohinaa valotiheyssignaalin merkittäväksi jälkikorostamiseksi, ja silloin kun kynnys-25 piirin 52 antto on suuri osoittaen siten huomattavan heikon vastaanotetun televisiosignaalin esiintymisen. Edellisen mukaisesti kuvan 2 järjestely tarjoaa lisävarmuuden siitä, että ei—toivottu ylikyllästyneen värin tila tulee kompensoiduksi ilmaistun suuritaajuisen kohinan liittyessä heikon 30 vastaanotetun signaalin tilaan.

Claims (3)

10 74572

1. Järjestelmässä, joka käsittelee ensimmäisen valo tiheys signaalin (Y^) ja värikkyyssignaalin sisältävää 5 värikuvaa edustavan videosignaalin, oleva laite, joka käsittää: suodatinlaitteen (35), joka selektiivisesti päästää mainitun videosignaalin suurtaajuisia komponentteja kohina mukaanlukien; 10 korostuksen säätölaitteen (30), joka on vasteelli- nen mainittujen selektiivisesti päästettyjen suurtaajuisten komponenttien suuruudelle säädettävästi korostetun toisen valotiheyssignaalin (Y2) tuottamiseksi vasteena päästettyjen suurtaajuuskomponenttien ensimmäiselle suuruudel-15 le, joilla on ensimmäinen suunta, ja säädettävästi jälki- korostetun valotiheyssignaalin tuottamiseksi vasteena päästettyjen suurtaajuuskomponenttien toiselle suuruudelle, joilla on toinen suunta mainitun valotiheyssignaalin nimellisen korostustilan suhteen; tunnettu 20 laitteesta, joka vaimentaa värikkyyssignaalia vas teena päästettyjen suurtaajuuskomponenttien suuruudelle, jotka ovat mainittua toista suuntaa vastaten toisen valotiheyssignaalin (Y2) tuotettua jälkikorostettua tilaa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, t u n -25 n e t t u siitä, että mainittu vaimentava laite vaimentaa värikkyyssignaalia vasteellisena mainittua toista suuntaa olevien päästettyjen suurtaajuisten komponenttien suuruudelle, joka ylittää tietyn kynnystason, ja että vaimentava laite on kykenemätön vaimentamaan värikkyyssignaalia, 30 kun ei ole mainittua toista suuntaa olevien päästettyjen suurtaajuisten komponenttien suuruutta, joka ylittää mainitun kynnystason.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite väritelevisio-vastaanottimessa, joka sisältää laitteen vastaanotettujen 35 signaalien voimakkuutta edustavan signaalin kehittämiseksi, 11 74572 tunnettu siitä, että vaimentava laite vaimentaa värikkyyssignalia vasteena a) mainittua toista suuntaa olevien päästettyjen suurtaajuisten komponenttien esiintymiselle ja 5 b) heikkoa vastaanotettua signaalia edustavan mai nitun kehitetyn signaalin suuruuden esiintymiselle. 74572