FI77130B - Digitalfilter. - Google Patents

Description

1 77130

Digitaalisuodin Tämä keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaiseen digitaaliseen suotimeen.

5 Televisiovastaanottimissa, joissa peruskaistan video signaalia käsitellään digitaalisessa muodossa, on usein suotavaa erottaa signaalit, joilla on vierekkäiset taajuuskaistat. Esimerkiksi, kun videosignaali kampasuodatetaan koko videokaistanleveyden yli lomittaisten valotiheys- ja 10 värikkyyssignaalikomponenttien erottamiseksi, jonkin verran valotiheysinformaatiota tulee sisältymään signaalin matala-taajuiseen osaan, joka signaali on tuotettu siinä, mitä tavallisesti nimitetään kampasuotimen värikkyyskanavaksi. Tämä valotiheysinformaatio, jota nimitetään pystydetalji-in-15 formaatioksi, täytyy sitten erottaa korkeampitaajuisesta kampasuodatetusta värikkyyssignaalista ja yhdistää uudelleen kampasuodatettuun valotiheyssignaaliin täysin elvytetyn valotiheyssignaalin muodostamiseksi. NTSC televisiojär-jestelmässä värikkyyssignaali ulottuu noin 1,5 MHz väriapu-20 kantoaaltotaajuuden 3,58 MHz alapuolelle ja pystydetalji-informaatio sisältyy kampasuotimen värikkyyskanavalla tuotetun signaalin alempaan 1,0 MHz:iin. Värikkyyskanavan ulostulosignaalin valotiheys- ja värikkyyssignaalikomponen-tit voidaan erottaa pystydetaljisignaalin ylemmän taajuu-25 den 1,0 MHz ja värikkyyssignaalin alemman taajuuden arviolta 2,1 MHz välistä. Järjestely pystydetalji-informaation ja värikkyysinformaation erottamiseksi värikkyyskampasuotimen ulostulosta on esitetty US-patenttijulkaisussa 4 096 516. Tässä järjestelyssä videosignaali kampasuodatetaan näyttei-30 tä ottavalla datajärjestelmällä, joka käsittää varauskytke-tyn (CCD) kampasuotimen. Kampasuodatettu värikkyyssignaali värikkyyskampasuotimen ulostulossa erotetaan kahdella suo-timella, jotka molemmat sisältävät keskitetyt taajuusselek-tiiviset suodinelementit. Alipäästösuodin, jolla on päästö-35 kaista 0-1,5 MHz, erottaa pystydetalji-informaation värikkyys informaatiosta ja kytkee pystydetalji-informaation valotiheyssignaaliin valotiheyskampasuotimen ulostulossa.

2 77130

Kaistanpäästösuodin kytkee kaistasuodatetut värikkyys-signaalit värikkyyskampasuotimen ulostulosta värikkyys-signaaliprosessoriin .

Digitaalisessa televisiovastaanottimessa, jossa valo-5 tiheys- ja värikkyyssignaalit erotetaan digitaalisella kam-pasuotimella on samoin suotavaa erottaa pystydetalji-infor-maatio värikkyysinformaatiosta yhdistettäväksi uudelleen kampasuodatettuun valotiheyssignaaliin, kun videosignaali on kampasuodatettu videotaajuuksien koko kaistalla. Erotuk-10 sen suorittamiseen vaadittavien piirielementtien lukumäärän minimoimiseksi on suotavaa käyttää yhtä ainoaa suodinta, jolla on alipäästösuodatusulostulo pystydetalji-informaa-tiota varten ja kaistanpäästösuodatusulostulo värikkyys-signaalia varten.

15 Keksinnön mukaiselle digitaaliselle suotimelle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt seikat.

Esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti on muodostettu digitaalisuodin, joka käsittelee 20 sisääntulosignaalia ja tuottaa kaksi ulostulosignaalia, joilla on eri vasteominaisuudet sisääntulosignaalin suhteen. Tämä suodin käsittää viive-elimen, joka reagoi sisääntulo-signaaliin. Viive-elin käsittää siirtorekisterin, jossa on useita signaaliväliottoja ja jolla on tietty viive sisään-25 tulosta ulostuloon. Viive-elin tuottaa myös sisääntulosignaalin viivästettynä ainakin puolella siirtorekisterin annetusta viiveestä. Signaalielin painottaa sen läpi kulkevat signaalit. Suodin käsittää myös elimen siirtorekisterin kanssa yhdessä toimivan signaalinkytkentäelimen painotettu-30 jen väliottosignaalien summaamiseksi. Lopuksi suodin käsittää kaksi signaalinyhdistyselintä. Ensimmäinen yhdistää painotettujen väliottosignaalien summan viivytettyyn sisääntu-losignaaliin yhdellä tavalla ensimmäisen ulostulosignaalin kehittämiseksi. Toinen yhdistää painotettujen väliotto-35 signaalien summan viivytettyyn sisääntulosignaaliin eri tavalla toisen ulostulosignaalin kehittämiseksi.

ti 3 77130

Ensimmäisessä suoritusmuodossa väliulosottopainotettu FIR on konstruoitu esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti tuottamaan sekä kaistanpäästösuodatettu ulostulosignaali pystydetalji-informaatiota varten. Toises-5 sa suoritusmuodossa välisisääntulo painotettu FIR on sovitettu esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti tuottamaan suodatetut ulostulosignaalit.

Oheisissa piirustuksissa: kuvio 1 esittää lohkokaaviomuodossa televisiovastaan-10 ottimen peruskaistan digitaalistasignaalinkäsittelylohkoa, joka on konstruoitu esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti, kuvio 2 esittää lohkokaaviomuodossa väliulosotto FIR-suodinta, joka on konstruoitu esillä olevan keksinnön 15 periaatteiden mukaisesti, kuvio 3 esittää lohkokaaviomuodossa kuvion 2 FIR-suotimen yksityiskohtaisempaa esitystä, kuvio 4 esittää lohkokaaviomuodossa välisisääntulo-painotettua FIR-suodinta, joka on konstruoitu esillä ole-20 van keksinnön periaatteiden mukaisesti, ja kuviot 5, 6 ja 7 esittävät vasteominaiskäyriä, joita käytetään selittämään kuvioiden 1-4 suoritusmuotojen toimintaa .

Viitaten kuvioon 1 siinä on esitetty lohkokaaviomuo-25 dossa televisiovastaanottimen peruskaistan digitaalisignaa-lin käsittelylohko, joka on konstruoitu esillä olevan keksinnön mukaisesti. Videosignaalit syötetään videosignaali-lähteestä 10, joka voi käsittää esimerkiksi televisiovastaanottimen videoilmaisimen. Videosignaalit syötetään ana-30 logiadigitaalimuuntimeen 12, joka muuttaa analogiset videosignaalit digitaalisignaaleiksi esimerkiksi peräkkäisten kahdeksan bitin sanojen muodossa. Tässä ja seuraavissa esillä olevan keksinnön suoritusmuodoissa piirustuksen kuvioissa esitetyt leveät nuolet edustavat rinnakkaisia digi-35 taali-informaatiolinjoja, jotka kytkevät useiden bittien digitaalisanat elementistä toiseen. Digitaalisignaalit syö- 4 77130 tetään digitaalisen kampasuotimen 14 sisääntuloon, joka suodin erottaa signaalit erillisiksi valotiheys (Y)- ja värikkyyskomponenteiksi (C). Digitaalinen kampasuodin 14 voi olla konstruoitu toimimaan, kuten on kuvattu John P.

5 Rossin artikkelissa "Digital Television Image Enhancement", 84 SMPTE sivut 545-51 (1974).

Erotettu Y-signaali syötetään viive-elementin 16 kautta summaimen 30 sisääntuloon. Elementin 16 viive Ton valittu oleellisesti sopimaan yhteen pystydetaljisignaalin 10 saaman viiveen kanssa, kun se käsitellään yhdistetyssä kaistanpäästö- ja alipäästösuodinverkossa 20. Yhdistetty kaistanpäästö/alipäästösuodinverkko 20 on kytketty kampasuotimen 14 ulostulon C ja summaimen 30 toisen sisääntulon väliin ja tuottaa alipäästösuodatetun pystydetalji-infor-15 maation. Summain 30 yhdistää pystydetalji-informaatio- signaalin kampasuodatettuun valotiheyssignaaliin elvytetyn valotiheyssignaalin tuottamiseksi. Elvytetty Y-signaali syötetään summaimen 32 yhteen sisääntuloon.

Kaistanpäästö/alipäästösuodin 20 on kytketty syöttä-20 mään pystydetalji-informaatio myös epälineaarisen detalji-signaaliprosessorin 34 sisääntuloon. Epälineaarisella prosessorilla 34 on epälineaarinen siirtofunktio, kuten on esitetty kuviossa 1 ja kuvattu D.H. Pritchardin artikkelin "A CCD Comb Filter for Color TV Receiver Picture Enhan-25 cement" sivuilla 12-15, julkaistu RCA reviewrn volyymissä 41 sivulta 3 alkaen (maaliskuu 1980). Epälineaarinen prosessori 34 voimistaa matala-amplitudisia signaaleja, korostaa keskiamplitudisia signaaleja ja heikentää tai vaimentaa korkea-amplitudisia signaaleja. Epälineaarinen pro-30 sessori 34 voi esimerkiksi käsittää suorasaantimuistin (RAM) pystydetalji-informaatioon kohdistetun siirtofunktion ollessa funktio RAM:iin prosessorin (ei esitetty) ohjauksen alaisena tallennetusta datasta. Uutta dataa voidaan tallentaa RAM:iin luku/kirjoitusohjauslinjan 38 ja RAM osoitelin-35 jän 36 kautta prosessoriohjauksen avulla epäaktiivisten videoaikavälien, kuten pystysammutusaikavälin aikana. Käsi-

II

5 771 30 telty pystydetaljisignaali syötetään suiranaimen 32 toiseen sisääntuloon korostussignaalina. Summaimen 32 ulostuloon kehitetty korostettu Y-signaali syötetään valotiheyssignaa-lin käsittelypiiristöön 40, jota voidaan ohjata muuttamaan 5 valotiheyssignaalin kirkkautta ja kontrastia. Käsitelty va-lotiheyssignaali Y' syötetään käsittelypiiristön 40 ulostulosta matriisin 60 sisääntuloon. Värikkyyssignaalin kä-sittelypiiristö 50 voi käsittää värikkyyskorostimen ja vä-risekoitussignaalidemodulaattorin, kuten on kuvattu US-patent-10 tijulkaisussa n:o 4 415 918 otsikoltaan "Digital Color Television Signal Demodulator", jätetty 31.8.1981. Värikkyyssignaalin käsittelypiiristö 50 tuottaa demoduloidut väri-sekoitussignaalit, kuten värierosignaalit (B-Y) ja (R-Y) tai I- ja Q-signaalit. Värisekoitussignaalit syötetään mat-15 riisiin 60. Matriisi 60 yhdistää värisekoitus- ja valoti-heyssignaalit punaisen, vihreän ja sinisen värisignaalin kehittämiseksi, jotka sitten muutetaan analogiseen muotoon digitaalianalogiamuuntimella 54 syötettäväksi televisioku-vaputkelle (ei esitetty).

20 Kuvion 1 järjestelyssä kaistanpäästö/alipäästösuodin- verkko 20 erottaa pystydetalji-informaation, joka sisältyy värikkyyskampasuotimen kehittämän signaalin matalataajui-seen osaan, värikkyysinformaatiota, joka sisältyy värikkyyskampasuotimen kehittämän signaalin korkeataajuiseen 25 osaan. Suodinverkko 20 tuottaa kaistanpäästösuodatetut vä-rikkyyssignaalit, joissa ei ole valotiheyskomponentteja syötettäväksi värikkyyssignaalin käsittelypiiristöön. Suo-dinverkosto 20 tuottaa myös erilliseen ulostuloon alipääs-tösuodatetun pystydetalji-informaation valotiheyskanavaa 30 varten ilman värikkyyssignaalijäännöstä, joka voisi synnyttää "pisteryömintää" elvytetyn valotiheyssignaalin reunoilla.

Kaistanpäästö/alipäästösuodatinverkko, joka soveltuu käytettäväksi kuvion 1 järjestelyssä ja on konstruoitu 35 esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti, on esitetty kuviossa 2. Kuvion 2 verkosto käsittää väliulosotto- 6 771 30 painotetun digitaalisen FIR-suotimen, joka sisältää väli-ulosotoilla varustetun siirtorekisterin 100, painotusfunk-tiopiirit 102-118 ja summainpuujärjestelyn 120-140.

Kuviossa 8 kampasuodatetut värikkyyssignaalit, esim.

5 kahdeksan bitin sanojen muodossa, syötetään siirtorekisterin 100 ensimmäiseen asteeseen. Kukin siirtorekisterin 100 aste pystyy tilapäisesti tallentamaan ja siirtämään värik-kyyssignaalisanan kellosignaalin ohjauksen alaisena. Siten kukin siirtorekisterin 100 aste numeroituna 1-21 voi saman-10 aikaisesti pitää kahdeksan bittiä. Siirtorekisterillä 100 on viive ensimmäisen asteen sisääntulosta viimeisen asteen ulostuloon, joka on funktio asteiden lukumäärästä ja kello-signaalin taajuudesta, joka siirtää signaalit rekisterin läpi. Sen johdosta kuvion 2 järjestely käsittää 21 jakoisen 15 FIR-suotimen väliottojen ollessa kytkettyinä asteiden yksi, viisi, yhdeksän, yksitoista, kolmetoista, seitsemäntoista ja kaksikymmentäyksi ulostuloihin.

Painatusfunktiopiirit 102-118 on kytketty siirtorekisterin 100 väliulosottoihin ja ne kertovat väliulosotto-20 jen signaalit kuviossa esitetyillä murtolukukertoimilla. FIR-suotimella on impulssivaste, joka on suhteellisen keskittynyt ja symmetrinen keskimmäisen väliulosottoasteen yksitoista suhteen. Signaalit asteesta 11 painotetaan tässä esimerkissä puolella painotusfunktiopiirillä 102 ja paino-25 tetut väliottosignaalit syötetään sitten summaimen 130 sisääntuloon ja vähentimen 140 sisääntuloon. Signaalit asteista 9 ja 13, jotka molemmat sijaitsevat kahden asteen päässä keskiasteesta 11, painotetaan kertoimella +(5/16) vastaavasti painotusfunktiopiireillä 104 ja 114 ja syötetään sum-30 maimen 120 sisääntuloihin. Signaalit asteista 5 ja 17, jotka molemmat sijaitsevat kuuden asteen päässä keskiasteesta, painotetaan kertoimella -(5/64) vastaavasti painotusfunktiopiirillä 106 ja 116 ja syötetään summaimen 122 sisääntuloihin. Signaalit asteista 1 ja 21, jotka molemmat sijait-35 sevat kymmenen asteen päässä keskiasteesta, painotetaan kertoimella +(1/64) vastaavasti painotusfunktiopiireillä 108

II

7 771 30 ja 118 ja syötetään summaimen 124 sisääntuloihin. Väliotto-asteiden 1, 5, 9 ja 13, 17 ja 21 symmetrinen jakautuma ja tämän jakautuman symmetrisesti painotetut arvot keskiasteen 11 suhteen antavat tälle FIR-suotimelle lineaarisen vaihe-5 ominaiskäyrän.

Summaimien 122 ja 124 ulostulot on kytketty summaimen 126 sisääntuloihin, joka yhdistää syötetyt signaalit ja jonka ulostulo on kytketty summaimen 128 sisääntuloon. Sum-main 128 yhdistää summaimen 126 tuottamat signaalit summai-10 men 120 muodostamiin signaaleihin ja sen ulostulo on kytketty summaimen 130 sisääntuloon. Summain 130 yhdistää painotetut väliottosignaalit, jotka on summattu summaimessa 128 keskimmäisen välioton painotettuun signaaliin ja sen ulostulolla on alipäästösuotimen vasteominaiskäyrä. Ali-15 päästösuodatetut pystydetaljisignaalit tuotetaan siten summaimen 130 ulostuloon.

Summaimen 128 ulostulon yhdistetyt, painotetut väliottosignaalit syötetään myös vähentimen 140 sisääntuloon, missä ne vähentävästi yhdistetään painotettuun keskimmäisen 20 välioton signaaliin. Vähentimen 140 ulostulolla on siten kaistanpäästösuotimen vasteominaiskäyrä, joka on komplementaarinen summaimen 130 ulostulon vasteominaiskäyrän suhteen. Kaistanpäästösuodatetut värikkyyssignaalit tuotetaan vähentimen 140 ulostuloon, siten yhtä suodinta käytetään 25 muodostamaan sekä alipäästösuodatus että kaistanpäästösuo-datus.

Kuvion 2 FIR-suotimen yksityiskohtaisempi suoritusmuoto on esitetty esimerkinomaisesti kuviossa 3. Koska kuvion 2 painatusfunktiokertoimilla kaikilla on nimittäjät, 30 jotka ovat kahden potensseja, väliottosignaalit voidaan painottaa siirto- ja summaustekniikalla, kuten on esitetty kuviossa 3, mikä poistaa kerroinkertojien tarpeen. Esimerkiksi, koska signaalit siirtorekisteriasteista 9 ja 13 on molemmat painotettu samalla kerroinarvolla (5/16), nämä 35 kaksi signaalia voidaan summata summaimessa 120 ennen painotusta, kuten on esitetty kuviossa 3. Jos, kuten tässä 8 771 30 esimerkissä väliottosignaalit ovat kukin kahdeksan bittiä pitkiä, summaimen 120 ulostulo tulee olemaan yhdeksän bitin sana. Summaimen 120 yhdeksän bitin ulostulo jaetaan kuudel-latoista, kuten on esitetty lohkolla 154 ja neljällä, kuten 5 on esitetty lohkolla 156 kytkettäessä summain 120 summaimen 158 sisääntuloihin.

Desimaaliaritmetiikassa 10:n potenssilla jakamista voidaan ajatella joko desimaalipilkun siirtämisenä yhden luvun vasemmalle tai luvun numeroiden siirtona luvun ver-10 ran oikealle. Vastaavasti binääriaritmetiikassa kahden potenssilla jakaminen voidaan ajatella joko binääripilkun siirtona bitin verran vasemmalle tai luvun bittien siirtona bitin verran oikealle. Summaimen 120 yhdeksän bitin ulostulo jaetaan kuudellatoista kytkemällä vain viisi ulostulon 15 merkitsevintä bittiä summaimen 158 sisääntulon järjestyksessä alimpien bittien sisääntuloihin, siirtäen siten bittejä neljä bittiä vasemmalle ja se jaetaan neljällä kytkennällä seitsemän merkitsevintä bittiä summaimen 158 toisen sisääntulon järjestyksessä alimpien bittien sisääntuloihin 20 siirtäen siten bittejä kaksi bittiä vasemmalle. Summain 158 summaa nämä kaksi sanaa kahdeksan bitin ulostulosignaalin kehittämiseksi, joka on 1/10 ja 1/4 summa eli 5/16 kertaa väliottosignaalien arvot. Tämä on haluttu painotuskerroin väliottosignaaleilla asteista 9 ja 13.

25 Samalla tavoin siirtorekisterin asteista 5 ja 17 ote tut väliottosignaalit summataan summaimessa 122, joka tuottaa yhdeksän bitin ulostulosignaalin. Summaimen 122 ulostulo on jaettava 64:llä ja 16:11a sen kytkennässä summaimen 160 kahteen sisääntuloon, kuten on osoitettu vastaavasti 30 lohkoilla 162 ja 164. Summain 160 tuottaa kuuden bitin ulostulosignaalin, joka painotetaan (5/64):llä väliottosignaa-leihin nähden. Tämä ulostulosignaali invertoidaan invertte-ripiirillä 170 ja syötetään summaimen 126 sisääntuloon yhdessä loogisen "1" aloitusbitin kanssa. Signaali-inversio 35 ja aloitusbitti suorittavat summaimen 160 ulostulon komple-mentoinnin kohdalla, mikä binääriaritmetiikassa tehollisesti muodostaa miinusmerkin painotuskertoimelle.

Il 9 77130

Siirtorekisteriasteista 1 ja 21 otetut väliotto-signaalit summataan summaimessa 124, jonka ulostulo on jaettu 64:llä kytkemällä summaimen 124 kolme merkittävintä ulostulobittiä summaimen 126 toiseen sisääntuloon, kuten on 5 esitetty lohkolla 166. Summaimen 126 ulostulo on kytketty summaimen 128 sisääntuloon ja summaimen 158 ulostulo on kytketty summaimen 128 toiseen sisääntuloon. Summain 128 tuottaa ulostulosignaalin, joka on painotettujen signaalien summa kaikista siirtorekisterien väliotoista lukuun otta-10 matta keskiväliottoa 11.

Summaimen 128 ulostulo on kytketty summaimen 130 yhteen sisääntuloon. Keskiväliotosta 11 otetun signaalin seitsemän merkittävintä bittiä on kytketty summaimen 130 toiseen sisääntuloon, kuten on esitetty lohkolla 152. Sum-15 maimen 130 ulostulolla on siten alipäästösuotimen ominais-käyrä, josta ulostulosta tuotetaan sisääntulosignaalin pys-tydetalji-informaatio. Keskiväliotosta 11 otetun signaalin seitsemän merkittävintä bittiä on kytketty summaimen 180 yhteen sisääntuloon. Summaimen 128 ulostulo on kytketty 20 summaimen 180 toiseen sisääntuloon invertteripiirillä 172 yhdessä loogisen "1" aloitusbitin kanssa. Summaimen 128 ulostulosignaalin inversio yhdessä aloitusbitin kanssa muodostavat summaimen 128 ulostulosignaalin komplementoinnin kohdalla. Tämä saa aikaan summaimen 128 ulostulosignaalin 25 vähentämisen painotetusta keskiväliottosignaalista summaimessa 180 synnyttäen summaimen 180 ulostulolle kaistanpääs-tösuotimen vasteominaiskäyrän. Siten sen ulostuloon kehitetään kaistanpäästösuodatettu värikkyysinformaatio.

Kuvioiden 2 ja 3 suoritusmuotojen toiminta voidaan 30 ymmärtää viittaamalla kuvioiden 5, 6 ja 7 vasteominaiskäy-riin. Kuvio 5 esittää summaimen 128 ulostulon vasteominais-käyrää 200, kun siirtorekisteri ajastetaan 14,32 MHz signaalilla. Tällä vasteominaiskäyrällä 200 nähdään olevan oleellisesti samanlaiset amplitudivaihtelut keskipistearvon 35 0,00 suhteen.

10 771 30

Kun painotetut väliottosignaalit keskiasteessa 11 lisäksi yhdistetään sununaimen 128 kehittämiin signaaleihin summaimessa 130, kun tuloksena summaimen 130 ulostulossa kuviossa 6 esitetty vasteominaiskäyrä. Tämän johdosta kes-5 kiväliotolla 11 on tasainen amplituditaajuusvaste, jolla on vakioamplitudi arvoltaan puolet verrattuna kuvion 5 käyrän huipusta huippuun amplitudiin. Amplitudiarvo puoli johtuu keskivälioton painotuskertoimen arvosta puoli. Summain 130 yhdistää siten tehollisesti käyrän 200 tasaiseen vasteomi-10 naiskäyrään, jonka amplitudi on oleellisesti puolet sen suhteellisesta amplitudista siten nostaen vastekäyrää 200 puolella suhteessa suhteelliseen amplitudiasteikkoon, joka on esitetty kuvion 5 ordinaatalla. Tuloksena on kuvion 6 vastekäyrä 210, jossa arvo 0,00 sijaitsee nyt vastekäyrän 15 pohjalla. Vastekäyrä 210 määrittelee siten alipäästösuodin-vasteen nollasta Hz:stä kuuden dB pisteeseen noin 1,8 MHz:ssä ja ylipäästösuotimen noin 5,2 MHz yläpuolella esto-kaistan sijaitessa näiden välissä olevalla taajuusalueella. Kuitenkin, koska videotaajuusalue NTSC televisiojärjestel-· 20 mässä ulottuu vain 4,2 MHz:iin vasteen ylipäästöosuus ei sisällä oleellisesti mitään signaalisisältöä televisiovastaanottimessa. Alipäästösuodinosuus määrittelee siten pääs-tökaistan alipäästösuodatetuille pystydetalji-informaatio-signaaleille summaimen 130 ulostulossa.

25 Kun summaimen 128 ulostulosginaalit ovat kahdella komplementoituja painotettuihin keskiväliottosignaaleihin yhdistämistä varten summaimessa 180 (tai vähentimessä 140), kuvion 5 vasteominaiskäyrä 200 oleellisesti invertoidaan mediaaniarvon 0,00 suhteen. Keskiasteen puolella painotet-30 tujen väliottosignaalien yhdistäminen tehollisesti sijoittaa uudelleen 0,00 asteikkoarvon invertoidun vasteominais-käyrän pohjalla, kuten on esitetty kuvion 7 vasteominais-käyrällä 220. Vasteominaiskäyrän 220 nähdään määrittävän kaistanpäästösuotimen ominaiskäyrän päästökaistan ollessa 35 noin välillä 1,8-5,2 MHz. Koska värikkyyspäästökaista päättyy noin 4,1 MHztssä summain 180 (tai vähennin 140) päästää

II

771 30 11 televisiovastaanottimen värikkyyssignaalin läpi noin 1,8- 4,1 MHz päästökaistalla.

Esillä olevan keksinnön kaistanpäästö/alipäästösuo-dinverkko voidaan muodostaa myös välisisääntulo-FIR-suoti-5 meksi, kuten on esitetty kuvion 4 järjestelyssä. Tässä suoritusmuodossa FIR-suotimessa käytetään 20-asteista siirto-rekisteriä 302 summainten 320-328 ollessa lisättyinä siir-torekisteriin neljän asteen välein. Painotetut sisääntulo-signaalit kampasuodatetusta värikkyyssignaalista, joka on 10 syötetty suodinsisääntuloon 300, syötetään siirtorekisterin 302 ensimmäisen asteen sisääntuloon ja välillä oleviin sum-maimiin. Siirtorekisteriasteet ajastetaan yhteisellä kello-signaalilla.

Kampasuodatettu värikkyyssisääntulosignaali syötetään 15 ensimmäisen asteen sisääntuloon ja summaimen 330 sisääntuloon vastaavasti painotusfunktiopiirien 304 ja 316 kautta, jotka painottavat syötetyt signaalit kertoimella +(1/64). Summaimen 330 toinen sisääntulo on kytketty viimeisen siir-torekisteriasteen 20 ulostuloon. Sisääntulosignaali syöte-20 tään summaimen 320 sisääntuloon, joka on kytketty siirtore-kisteriasteiden 4 ja 5 väliin painotusfunktiopiirin 306 kautta. Sisääntulosignaali syötetään myös summaimen 328 sisääntuloon, joka on kytketty siirtorekisteriasteiden 16 ja 17 väliin painotusfunktiopiirin 314 kautta. Painotusfunktio-25 piirit 306 ja 314 painottavat sisääntulosignaalit tekijällä -(5/64). Sisääntulosignaali painotetaan tekijällä +(5/16) painotusfunktiopiireillä 308 ja 312, jotka on kytketty vastaavasti summaimien 322 ja 326 sisääntuloihin. Summain 322 on kytketty siirtorekisteriasteiden 9 ja 10 väliin ja sum-30 main 326 on kytketty siirtorekisteriasteiden 12 ja 13 väliin .

Kuvion 4 FIR-suotimen impulssivaste on keskittynyt siirtorekisteriasteiden 10 ja 11 liitoksen ympärille, joka sijaitsee yhtä kaukana ensimmäisestä ja viimeisestä astees-35 ta. Painotetut signaalikomponentit kasaantuvat summaimiin, kun ne siirtyvät siirtorekisterin ja summaimien läpi, joi- 12 771 30 loin summaimen 330 ulostulolla on kuvion 5 vasteominaiskäy-rä. Signaalit summaimen 330 ulostulossa syötetään summaimen 340 sisääntuloon yhdistettäväksi siirtorekisterin 360 tuottamiin signaaleihin. Siirtorekisteri 360 vastaanottaa si-5 sääntulosignaalit, jotka on painotettu kertoimella puoli painotusfunktiopiirillä 310 ja viivyttää näitä signaaleja samalla viiveajalla kuin mikä on FIR-suotimella sen impuls-sivastekeskipisteestä asteen ulostulossa summaimen 330 ulostuloon. Signaalit siirtorekisterin 360 ulostulossa vas-10 taavat siten kuvioiden 2 ja 3 suoritusmuotojen painotettuja keskiväliottosignaaleja. Siten summaimen 340 ulostulolla on kuvion 6 alipäästösuotimen vasteominaiskäyrä, jolla muodostetaan pystydetalji-informaatiosignaalit.

Summaimen 330 ulostuloon kehitetyt signaalit ovat 15 kahdella komplementoituja yhdistettäväksi vähentävästi sum-maimessa 350 siirtorekisterin 360 muodostamiin signaaleihin. Summaimen 330 ulostulo on kytketty summaimen 350 sisääntuloon invertteripiirin 352 kautta, joka summain 350 vastaanottaa myös loogisen "1" aloitusbitin. Summaimen 350 ulostu-20 lolla on siten kuvion 7 kaistanpäästösuotimen ominaiskäyrä johtuen siirtorekisterin 360 ja summaimen 330 syöttämien signaalien vähentävästä yhdistämisestä.

Esillä olevan keksinnön FIR-suotimilla on komplemen-tääriset muodot, mikä voidaan havaita painotuskertoimien 25 selektiiviselllä käännöllä ja/tai ulostulosignaalit tuottavien signaalinyhdistyselementtien merkityksen kääntämiseksi. Esimerkiksi jos kuvion 2 piirien 104, 106, 108 ja 114, 116, 118 painotus funktiokertoimien merkit vaihdetaan summai-mella 130 tulee olemaan kaistanpäästösuotimen ominaiskäyrä 30 ja vähentimellä 140 tulee olemaan alipäästösuotimen ominaiskäyrä. Jos lisäksi summaimen 130 ja vähentimen 140 merkitys muutetaan niin, että summaimesta 130 tulee vähennin ja vähentimestä 140 tulee summain kuudella summaimella 140 tulee olemaan kaistanpäästövaste ja uudella vähentimellä 35 130 tulee olemaan alipäästövaste. Kuitenkin uuden vähenti men 130 päästämillä signaaleilla tulee nyt olemaan vaiheen-

II

13 771 3 0 kääntö suotimen sisääntulosignaaleihin nähden. Toisena esimerkkinä, jos kuvion 2 suoritusmuotoa muutetaan siten, että vähennin 140 vähentää painotetun keskiväliottosignaa-lin summaimen 128 kehittämistä signaaleista päinvastaisen, 5 kuten on esitetty kuviossa, sijasta vähentimellä 140 tulee olemaan kaistanpäästövaste, jolloin läpipäästetyillä signaaleilla on käännetty vaihe suhteessa suotimen sisään-tulosignaaliin. Nämä vaihtoehtoiset suodinmuodot, joissa signaaleilla toisessa tai jopa molemmissa ulostuloissa on 10 käännetty vaihe, voivat olla toivottavia, kun jokin seuraa-vista signaalinkäsittelyasteista vaatii vaiheeltaan käännetyt sisääntulosignaalit. Analyysi on osoittanut, että voidaan muodostaa vähintään kaksitoista tällaista komplementaarista suodinmuotoa kullekin esitetylle suoritusmuo-15 dolle.

On ymmärrettävää, että esillä olevan keksinnön kais-tanpäästö/alipäästösuodinverkoilla on käyttöä televisiovas-taanottimissa, joissa valotiheys- ja värikkyysinformaatio-ta ei ole erotettu kampasuodatuksella. Valotiheys- ja vä-20 rikkyyssignaalit voidaan siten erottaa suoraan kaistanpääs-tö/alipäästösuotimella. Tällaisessa vastaanottimessa paina-tusfunktiokertoimien arvot tai kellotaajuus voidaan asetella sijoittamaan uudelleen ulostulo-ominaiskäyrän siirtymätaa-juudet (siirtymäkaistat) korkeammille taajuuksille. NTSC 25 televisiojärjestelmässä tämä siirtymätaajuus olisi noin 3,2 MHz. Tällaisen järjestelyn alipäästösuodin päästäisi signaalit noin taajuuteen 3,2 MHz ja kaistanpäästöulostulo muodostaisi signaalit taajuudesta 3,2 MHz videotaajuus-alueen ylärajaan asti. Kun digitaalinen videosignaali A/D 30 muuntimesta syötetään suotimen sisääntuloon valotiheysin-formaatiosignaalit tuotettaisiin ulostuloon, jolla on ali-päästösuotimen vaste ja värikkyysinformaatiosignaalit tuotettaisiin ulostuloon, jolla on kaistanpäästösuotimen vaste .

Claims (7)

14 77130

1. Digitaalisuodin signaalien, jotka käyttävät erilliset taajuusosuudet sisääntulosignaalin taajuusalueesta, 5 erottamiseksi, digitaalisuotimen käsittäessä: viive-elimen (100; 302, 360), joka on vasteellinen mainitulle sisääntulosignaalille ja sisältää siirtorekis-terin (100, 302), jossa on useita signaalin väliulosotto-ja, siirtorekisterin muodostaessa tietyn aikaviiveen si-10 sääntulon ja ulostulon välille; viive-elimen tuottaessa myös ulostuloon mainitun sisääntulosignaalin viivästettynä ajalla, joka on noin puolet mainitusta tietystä aikaviiveestä; signaalin kytkentäelimet (104-118; 304-316), jotka on kytketty siirtorekisterin väliulosottoihin, niiden kaut-15 ta kytkettyjen signaalien painottamiseksi; elimet (120-128; 320-330), jotka on kytketty signaa-linkytkentäelimiin ja jotka toimivat yhdistelmänä siirto-rekisterin kanssa sellaisen signaalin tuottamiseksi, joka on painotettujen väliulosottosignaalien summa; 20 ensimmäisen signaalinyhdistämiselimen (140; 350, 352), jolla on ensimmäinen sisääntulo kytkettynä vastaanottamaan mainittu painotettujen väliulosottosignaalien summa, tunnettu elimestä sisääntulosignaalin, jota on viivästetty 25 puolella mainitusta tietystä aikaviiveestä, painottamiseksi; ensimmäisen yhdistämiselimen toisesta sisääntulosta, joka on kytketty vastaanottamaan mainittu painotettu viivästetty sisääntulosignaali syötettyjen signaalien vähenta-30 miseksi, niin että tuotetaan ensimmäinen ulostulosignaali, tämän ensimmäisen ulostulosignaalin käyttäessä suhteellisen korkeataajuisen osuuden mainitusta taajuusalueesta; ja toisesta signaaliyhdistämiselimestä (130; 340), jolla on ensimmäinen sisääntulo kytkettynä vastaanottamaan 35 mainittu painotettujen väliulosottosignaalien summa ja jolla on toinen sisääntulo kytkettynä vastaanottamaan mainittu ti 15 771 30 painotettu viivästetty sisääntulosignaali, syötettyjen signaalien summaamiseksi, niin että tuotetaan toinen ulostulosignaali, tämän toisen ulostulosignaalin käyttäessä suhteellisen matalataajuisen osuuden mainitusta taajuus-5 alueesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodin, tunnettu siitä, että siirtorekisteri (302) sisältää useita sarjaan kytkettyjä asteita, summauselin (320-330) käsittää useita summaimia kytkettyinä joidenkin asteiden vä- 10 liin, signaalinkytkentäelin (304-316) reagoi sisääntulo-signaaliin ja syöttää painotetut signaalit joillekin sum-maimista, viive-elin (302, 360) käsittää elimen (360), joka reagoi sisääntulosignaaliin signaalien kehittämiseksi ulostuloon, joita on viivästetty vähintään puolella anne- 15 tusta aikaviiveestä, ensimmäisellä signaalinyhdistämiseli-mellä (340) on ensimmäinen amplituditaajuusominaiskäyrä ja toisella signaalinyhdistämiselimellä (350) on toinen amplituditaajuusominaiskäyrä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen suodin, t u n - 20. e t t u siitä, että signaalinkytkentäelin (304-316) käsittää useita painotusfunktiopiirejä, joilla on symmetriset painotusfunktioarvot suhteessa siirtorekisterin keskipisteeseen ja summauselin (320-330) käsittää useita summaimia, jotka on sijoitettu symmetrisesti siirtorekisterin (302) 25 keskipisteen suhteen.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen suodin, tunnettu siitä, että viive-elin (302, 360) käsittää pai-notusfunktiopiirin (310) ja toisen siirtorekisterin (360) sarjayhdistelmän, jossa rekisterissä on puolet ensin maini- 30 tun siirtorekisterin asteiden lukumäärästä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen suodin, tunnettu siitä, että ensimmäinen signaalinyhdistyselin (350, 352) käsittää vähentävän signaaliyhdistimen viive-elimen (360) ja ensin mainitun siirtorekisterin (302) ke- 35 hittämien signaalien vähentäväksi yhdistämiseksi ja toinen signaalin yhdistyselin (340) käsittää summaavan signaa- 771 30 16 liyhdistimen viive-elimen (360) ja ensin mainitun siirto-rekisterin (302) kehittämien signaalien summaavaksi yhdistämiseksi .

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen suodin, t u n -5 n e t t u siitä, että painotusfunktiopiirit (102-118; 304-310) käsittävät siirto- ja summauspiirejä.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen suodin, tunnettu siitä, että vähentävä signaaliyhdistin (140; 350, 352) sisältää elimet (172; 352) jonkin syötetyistä 10 signaaleista komplementoimiseksi kahdella, ja summaimen (180; 350). Il 77130