FI92544C - Piiri PAL- ja NTSC-videosignaalien kampasuodattamiseksi - Google Patents

Description

92544

Piiri PAL- ja NTSC-videosignaalien kampasuodattamiseksi Tåmå keksinto liittyy videosignaalien kåsittelyyn tarkoitettuihin kampasuodattimiin. Keksinto koskee kam-5 pasuodatinlaitetta, joka kasittåå signaalisisååntulonavan sisååntulevan videosignaalin tuottamiseksi; ensimmåisen vålineen, joka on kytketty mainittuun signaalisisååntu-lonapaan muodostamaan samanaikaisesti videosignaalit kol-melta peråkkåiseltå vaakajuovalta, jotka nimetåan ylimmåk-10 si, keskimmåiseksi ja alimmaksi juovaksi; ja kytkentåvåli-neen, jolla on mainituille ylimmålle ja alinunalle juovalle ja ulostulolle vasteelliset sisååntulot.

Videosignaalien kåsittelysså on tunnettua, ettå on erityisen edullista erottaa valoisuus- ja vårikomponentit 15 yhdistetystå videosignaalista kampasuodattimilla. Syynå tåhån on se, ettå erotetulla valoisuuskomponentilla on NTSC-signaalin koko kaistanleveys, esim. 4,2 MHz ja ris-tikomponentit tulevat oleellisesti eliminoiduiksi sekå erotetusta valoisuus- ettå vårikomponentista. Tyypilliset 20 NTSC-videosignaalien kuvakentån sisåiset kampasuodattimet sisåltåvåt piirejå sellaisten signaalien yhdiståmiseksi, joita on siirretty ajallisesti parittoman kokonaisluvun suuruisella måårållå vaakajuovajaksoja. Koska våriapu-kantoaallon vaihe muuttuu tarkasti 180° juovasta toiseen, 25 yhden juova-aikavålin verran siirrettyjen NTSC-videosig naalien yhdiståminen summaamalla tuottaa signaalin, jossa nåiden kahden juovan valoisuuskomponentit yhdistyvåt ra-kenteellisesti ja vårikomponentti kumoutuu. Vastakkaisessa tapauksessa, jos signaalit yhdistetåån våhentåmållå, va-30 loisuuskomponentti kumoutuu, kun taas nåiden kahden juovan vårikomponentit yhdistyvåt rakenteellisesti. Valoisuuskom-ponentin pystyresoluutio on kompromissi, mutta hyvåksyttå-vå.

Toisaalta PAL-signaaleilla on våriapukantoaalto, 35 jossa on 180° vaiheen muutos jokaista kahta vaakajuova- 92544 2 jaksoa kohden. Tåmån vuoksi tyypilliset kuvakentån sisåi-set PAL-kampasuodattimet yhdistavåt videosignaaleja, joita on siirretty ajallisesti kahden vaaka-aikavålin verran. PAL-kampasuodattimen toiminta on pohjimmiltaan sama kuin 5 NTSC-kampasuodattimen, mutta koska yhdistettåvåt signaalit on avaruudellisesti siirretty kahden juovan verran, PAL-valoisuuskomponentin pystyresoluutio huononee merkittå-våsti pyrkien kohti ei-hyvåksyttåvåå arvoa.

Yoshimitsu Nakajima ym. selostavat artikkelissa, 10 jonka otsikko on "Improvement of Picture Quality For NTSC and PAL Systems By Digital Signal Processing", IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-31, No. 4, Nov. 1985, sivut 642-654, adaptiiviset kampasuodattimet, jotka yhdistavåt nåytteitå videosignaalin kolmesta peråkkåisestå 15 juovasta. Tåsså jårjestelmåsså NTSC-suodatusmuoto yhdiståå nåytteitå, jotka ovat pystysuunnassa kohdakkain, samalla tavoin kuin yllå selostetut tyypilliset NTSC- ja PAL-kam-pasuodattimet. PAL-suoritusmuoto kuitenkin yhdiståå dia-gonaalisesti kohdakkain olevat nåytteet vierekkåisiltå 20 juovilta. Tåmå pyrkii såilyttåmåån valoisuuskomponentin pystyresoluution, pienentåå videosignaalien viiveen ai-heuttamiseen tarvittavia muistivaatimuksia, mutta pyrkii vaikuttamaan haitallisesti kuviin, jotka sisåltåvåt pysty-viivoja.

25 DE-hakemusjulkaisu 3 007 520 Al esittåå PAL-signaa- leja vårten kampasuodatinlaitteen, joka sisåltåå kuvakentån sisåisen kampasuodattimen. Kuvakentån sisåinen kampa-suodatin sisåltåå yhden juovan viive-elementin videosignaalin vuorottelevien nåytteiden viivåstyttåmiseksi sig-30 naalin peråkkåisiltå juovilta. Viivåstetyt nåytteet kyt-ketåån yhdiståmispiirin yhteen sisååntuloon ja niiden vå-lisså olevat nåytteet nykyiseltå juovalta kytketåån yhdiståmispiirin toiseen sisååntuloon. Koska yhdistetyt signaalit vastaavat vuorottelevia nåytteitå vuorottelevilta juo-35 vilta, kuvakentån sisåinen suodatintoiminto vastaa parem-

II

3 92544 minkin diagonaalista kuin pystysuuntaista kampasuodatinta. Lisåksi koska tåmå laite kasittelee vuorottelevia nåyttei-tå, siina esiintyy vaakaresoluution menetystå.

Richard C. Spiere selostaa US-patenttijulkaisussa 5 4 408 256 piirin erotettujen PAL-vårisignaalien kampasuo- dattamiseksi yhdiståmållå signaalit viereisiltå videojuo-vilta. Tassa jårjestelmåsså yksi yhdistettåvistå signaa-leista syotetåån ensin vaiheinvertterille, joka invertoi vårisignaalin (R-Y)-komponentin vaiheen ennen yhdiståmis-10 ta. Sillå vårijuovalla, joka kay lapi vaiheinversion, on sen komponentin vaiheeltaan kohdakkain viereisten juovien vårikomponenttien kanssa. Vaiheeltaan invertoitu juova ja viereinen juova yhdistetåån summaamalla kohinaltaan pie-nennetyn vårisignaalin kehittåmiseksi. Tåma jårjestelmå on 15 rajoitettu vårisignaalin kampasuodattamiseen eikå sitå voida kåyttåå valoisuus- ja vårikomponenttien erottamiseen yhdistetyistå PAL-videosignaaleista.

Esillå olevan keksinnon pååmåårånå on aikaansaada ainakin PAL-videosignaalien kåsittelemiseen kampasuodatin, 20 jossa yllå selostetut epåkohdat oleellisesti våltetåån.

Esillå oleva keksinto toteutuu videosignaalien kam-pasuodattimessa, joka on tunnettu signaalin yhdiståmisvå-lineestå, joka on kytketty mainitun kytkentåvålineen ulos-tuloon ja joka on vasteellinen mainitulle keskinunåiselle 25 juovalle kampasuodatetun signaalin muodostamiseksi, joka signaali sisåltåå keskimmåiseltå juovalta saadun videosig-naalin vuorotellen yhdistettynå såånnollisin aikavålein, jotka ovat pienempiå kuin juova-aikavåli, mainituilta ylimmåltå ja alimmalta juovalta saatuihin videosignaalei-30 hin.

Keksinnon lisåsuoritusmuodossa ilmaisupiiristo kyt-ketåån vastaanottamaan signaalit ylimmåltå, keskimmåiseltå ja alimmaiselta juovalta sekå kehittåmåån ohjaussignaali, jos yhdiståmispiiristoltå saatava signaali potentiaali-35 sesti sisåltåå ei-toivottuja tuotteita. Tåhån ohjaussig- 92544 4 naaliin reagoiva våhennyspiiri korvaa yhdistamispiiristol-tå saatavan signaalin vaihtoehtoisesti suodatettuun sig-naaliin ainakin yhdeltå signaalin ylimmåstå, keskimmåi-sestå ja alimmaisesta juovasta.

5 Kuviot 1A, IB ja 1C ovat kuvamaisia kaavioita, jot- ka edustavat nelja kertaa våriapukantoaallon taajuudella nåytteytettyjen videosignaalien varikomponenttien kentan osaa, jotka kaaviot ovat hyodyllisia keksinnon periaatteen ymmårtåmisesså.

10 Kuviot 2, 3 ja 9 ovat lohkokaavioita vaihtoehtoi- sista kampasuodatinpiireistå, jotka toteuttavat keksinnon.

Kuviot 4-8 ovat lohkokaavioita tai kytkentåkaavioi-ta vaihtoehtoisista piireistå, jotka voidaan toteuttaa kuvion 3 elementtiå 72 vårten.

15 Kuvio 10 on lohkokaavio kampasuodatinjarjestelyn lisåsuoritusmuodosta pystysignaalikomponenttien ottamisek-si huomioon.

Kuvio 11 on taulukko nåytteistå, jotka on aikaan-saatu eri signaalipisteisså kuvion 10 jarjestelysså.

20 Keksinto voi olla kaytånnosså toteutettu joko ana- logisessa, esim. nåytteytetty data, tai digitaalisessa signaalinkasittelytasossa, mutta se tullaan selostamaan digitaalisessa signaalinkåsittely-ympåristosså. Tålloin vålikytkentalinjat kellolinjoja ja analogista signaalisi-25 saåntuloa lukuunottamatta oletetaan monibittisiksi rinnak-kaiskytkennoiksi.

Viitataan kuvioon 1A, jossa havainnollistetaan sel-laisten signaalinaytteiden matriisia, jotka on tarkoitettu edustamaan peråkkåisiå varikomponentteja nelja kertaa vå-30 riapukantoaallon suuruisella taajuudella nåytteytetyn NTSC-videosignaalin peråkkåisten juovien osista. Tainan signaalin oletetaan olevan nåytteytetty samassa vaiheessa kvadratuurimoduloitu jen vårierosignaalikomponenttien yhden akselin kassa. Nåytteet, jotka on merkitty ±1, edustavat 35 samassa vaiheessa olevaa komponenttia ja nåytteet, jotka

II

5 92544 on merkitty ±Q, edustavat kvadratuurivaiheessa olevaa kom-ponenttia. Nåmå ± -merkit edustavat nåytteenottovaihetta suhteessa apukantoaaltoon eivåtkå vålttåmåttå nåytteen polariteettia. Jos nåytteytetty videosignaali on yhdistet-5 ty videosignaali, nåytteet kussakin paikassa sisåltåvåt valoisuus-, Y-osuuden, esim. Y+Q, Y-I, Y-Q, Y+I, Y+Q, jne., mutta Y-termit on jåtetty piirroksessa pois håmmen-nyksen vålttåmiseksi. Kuviossa 1A samavaiheiset ja kvadra-tuurinåytteet I, Q voivat edustaa (R-Y)- tai (B-Y)-våri-10 erosignaaleja tai perinteisiå I- ja Q-varierosignaaleja. Tårna tietty nayteryhmå mååritetåån nåytteenottovaiheen avulla. Kuviosta 1A nåhdåån, ettå pystysuunnassa vierek-kåiset nåytteet edustavat samoja vårikomponentteja. Tåmå pystysuuntainen kohdakkuus helpottaa kampasuodatusta, ts.

15 pystysuunnassa vierekkåisten nåytteiden yhdiståminen sum-maamalla kumoaa vårikomponentin ja aikaansaa kaksinkertai-sen valoisuuskomponentin, kun taas pystysuunnassa vierekkåisten nåytteiden yhdiståminen våhentåmållå kumoaa valoi-suusosuudet ja aikaansaa kaksinkertaiset våriosuudet (kun 20 oletetaan oleellisesti redundantti kuvasisålto juovalta juovalle). Mikå tahansa juova voidaan yhdiståå jompaan kumpaan viereiseen juovaan kampasuodatinsignaalin tuotta-miseksi.

Kuvio IB havainnollistaa sellaisten signaalinåyt-25 teiden matriisia, joiden on tarkoitus edustaa peråkkåisiå vårikomponentteja neljå kertaa apukantoaallon taajuudella nåytteytetyn PAL-videosignaalin (esim. PAL/M) peråkkåisten juovien osista. Kuten kuviossa 1A valoisuuskomponentin osuudet (yhdistelmåsignaalissa) on jåtetty pois. Signaalin 30 oletetaan olevan nåytteytetty samassa vaiheessa kvadratuu-rimoduloitujen vårierosignaalikomponenttien U, V yhden akselin kanssa. Konventiokomponentti U edustaa (B-Y)-våri-erosignaalia ja komponentti V edustaa (R-Y)-vårierosignaa-lia. PAL-signaalista V-komponentin vaihetta siirrettåån 90° 35 U-komponenttiin nåhden siirryttåesså juovalta toiselle.

92544 6 Tåmån seurauksena on, ettå pystysuunnassa vierekkåiset nåytteet edustavat vuorottelevia komponentteja. Taten pystysuunnassa vierekkaisiå nåytteitå ei voida yhdiståå tiet-tyå komponenttia edustavien kampasuodatettujen signaalien 5 tuottamiseksi. Huomaa kuitenkin, ettå naytteet voidaan yhdiståå diagonaalisesti, kuten on esitetty nuolilla, kampasuodatettu jen komponenttien kehittåmiseksi. Virheitå tulee kuitenkin esiintymaan vaakasuuntaisten siirtymien kohdalla, joita voi esiintyå valoisuuskomponentissa, mistå 10 on seurauksena merkittåviå ristikomponentteja kampasuoda-tetuissa vårikomponenteissa.

Kuvio 1C esittåå nåytejakautuman, joka on seurauksena videosignaalin nåytteyttåmisestå 45° poissa U- tai V-akselilta. Kuten kuvioissa 1A ja IB, valoisuusosuudet, jos 15 niitå on mukana sisååntulevassa videosignaalissa, on jå-tetty pois kaaviosta. Kuviosta 1C nåhdåån, ettå pystysuunnassa vierekkåiset naytteet edustavat samoja vårikompo-nentteja. Vuorottelevat naytteet jokaisen juovaparin vå-lillå edustavat nåytteitå vastakkaisesta apukantoaallon 20 vaiheesta ja ne voidaan yhdiståå yhdistetyn videosignaalin valoisuus- ja vårikomponenttien erottamiseksi. Nåyteparit, jotka voidaan yhdiståå tåtå tarkoitusta vårten, on kuvi-ossa ilmaistu nuolilla. Videosignaalin juovaa N edustavien erotettujen valoisuus- ja vårikomponenttien tuottamiseksi 25 juovalla N olevat naytteet vuorotellen yhdistetåån pystysuunnassa juovalla N+l ja juovalla N-l vieresså oleviin nåytteisiin, t.s. nåyte (l,s) (m,b) (n,u) (o,d) ja (p,w). Samalla tavoin juovaa N-l edustavien erotettujen komponenttien tuottamiseksi juovalla N-l olevat nåytteet vuoro-30 tellen yhdistetåån juovalta N-2 ja juovalta N saataviin nåytteisiin.

Vaihtoehtoisesti jos sisååntuleva videosignaali sisåltåå vain vårikomponentin, saman apukantoaaltovaiheen vuorottelevat nåytteet voidaan yhdiståå summaamalla, niin 35 ettå tuotetaan pienempikohinaisia kampasuodatettuja våri-

II

7 92544 signaaleja, ts. nåytteet (l,a) (m,t) (n,c) (o,n) ja (p,e). Tåsså esimerkisså on tarpeen samanaikaisesti tuottaa nåytteet kolmelta vierekkåiseltå juovalta. Kampasuodatetut vårinåytteet voidaan tuottaa ainoastaan kahden vierekkåi-5 sen juovan signaaleista, jos yhdeltå nåistå juovista saa-tavilla vuorottelevilla nåytteillå on vastakkaiset pola-riteetit. Tåsså tapauksessa on harkittava juovaa N edus-tavien kampasuodatettujen vårinåytteiden kehittåmistå yh-diståmållå nåytteet juovilta N ja N+l. Juovalla N+l nåyt-10 teet s, u ja w invertoidaan nåytteiden -s, -u ja -w tuot-tamiseksi. Sitten nåytteet (1,-s) (m,t) (n,-u) (o,v) ja (p-w) yhdistetåån kampasuodatetun vårikomponentin tuotta-miseksi.

Kuvio 2 havainnollistaa piiristoå, joka toteuttaa 15 peruskeksinnon. Sisååntuleva videosignaali, joka voi olla låhtoisin perinteisestå televisiovirittimestå, syotetåån liitåntånapaan 10. Tåmå signaali kytketåån analogia-digi-taalimuuntimen (ADC) 12 analogiseen sisååntuloliitåntåån ja vaihelukitun silmukan (PLL) muodostavalle piiristolle 20 16 sekå tahdistussignaalin erottimelle 14. Tahdistussig- naalin erotin kehittåå purskeveråjåsignaalin BG, joka kytketåån takaisin PLL-piiristolle 16. PLL-piiristo 16 reagoi videosignaalin purskekomponenttiin kehittåen kellosignaa-lin, jonka taajuus on neljå kertaa våriapukantoaallon taa-25 juus fBC ja joka on vaihelukittu esimerkiksi vårikomponentin U-akseliin. Tåmå kellosignaali kytketåån vaiheensiir-tåjålle 18, joka siirtåå kellosignaalin vaihetta oleelli-sesti 45° U- tai V-akseliin nåhden. Tåmå vaihesiirretty kellosignaali syotetåån ADC:n 12 nåytteenottokellosisåån-30 tuloliittimeen ja kahdella jakavalle taajuusjakajaile 20. PLL 16 kehittåå myos PAL-kytkinsignaalin, joka edustaa V-vårikomponentin suhteellista vaihetta. Piirit 14, 16 ja 18 voivat olla tavanomaista suunnittelua. Piiri 18 voi sisål-tyå PLL:åån 16. Vaihtoehtoisessa jårjestelysså tahdistus-35 signaalierotin 14 ja PLL 16 voivat olla suunniteltuja kå- 92544 8 sittelemåån digitaalisia nåytteitå, misså tapauksessa si-sååntulosignaali nåille piireille johdetaan ADC:n 12 ulos-tulosignaalista (mikå on esitetty katkoviivakytkennållå).

PAL-kytkinsignaali ja kellosignaali jakajalta 20 5 kytketåån ekslusiivisen TAI-piirin 22 vastaaviin sisåån-tulonapoihin, joka piiri tuottaa kellosignaalin, jonka taajuus on kaksi kertaa fgc ja jonka vaihe on vastakkainen vuorottelevilla juovilla. Tåmå kellosignaali, jonka taajuus on kaksi kertaa fsa, kytketåån kytkinpiirin 32 oh-10 jaussisååntulonapaan sen kahteen signaalisisååntuloon II ja 12 syotettyjen nåytteiden kytkemiseksi vuorotellen vå-hentåjålle 28.

Kytkentånavassa 10 olevaa videosignaalia nåyttey-tetåån ja se muunnetaan binåårimuotoon ADCsllå 12 kuviossa 15 1C havainnollistettujen nåytteiden tuottamiseksi. Nåmå nåytteet kytketåån yhden vaaka-aikavålin pituiselle viive-elementille 24 ja kytkimen 32 sisååntulonapaan II. Viivås-tetty signaali viive-elementiltå 24 kytketåån toiselle yhden vaaka-aikavålin pituiselle viive-elementille 26, 20 jonka ulostulo on kytketty kytkimen 22 sisååntulonapaan 12. Jos viive-elementin 24 muodostama signaali vastaa juo-vaa N (kuvio 1C), niin kytkimen 32 sisååntuloihin II ja 12 syotetyt signaalit vastaavat vastaavasti juovia N+l ja N-1.

25 Juovaa N edustava signaali viive-elementiltå 24 kytketåån våhentåjån 28 våhennettåvå-sisååntuloon ja kytkimen 32 ulostulosignaali kytketåån våhentåjån 28 våhen-tåjå-sisååntuloon. Kytkin 32 on suunniteltu kytkemåån vuo-rottelevat nåytteet juovalta N+l ja N-l våhentåjålle 28, 30 esimerkiksi nåytteiden s, b, u, d, w jonon. Nåiden nåytteiden vårikomponentit yhdistetåån rakenteellisesti våhen-tåjåsså 28 kampasuodatetun vårisignaalin tuottamiseksi. Jos sisaåntulosignaali sisåltåå valoisuuskomponentin, se tulee oleellisesti poistetuksi våhennysfunktion vaikutuk-35 sesta. Våhentåjån 28 muodostama ulostulosignaali kytketåån II·: 9 92544 kaistanpååstosuodattimelle 30, joka on suunniteltu omaa-maan pååstokaista, joka sulkee sisåånså vårisignaalin nor-maalisti kåyttåmån taajuusspektrin. Jos sisååntuleva vi-deosignaali sisåltåå valoisuuskomponentin, erotettu valoi-5 suussignaali muodostetaan våhentåmållå kaistanpååstosuo-datettu ja elementiltå 30 saatava kampasuodatettu signaali viive-elementiltå 24 saatavasta viivåstetystå yhdistetystå videosignaalista våhentåjåsså 34.

Viive-elementti 26 muodostaa juovaa N-l edustavia 10 nåytteitå, kun våhentåjå 28 (ja 34) muodostaa juovaa N

edustavan kampasuodatetun signaalin. Kuvioon 1C viittaa-malla nahdåån, ettå ainoastaan joka toista nåytettå juo-valta N-l hyodynnetåån. Tåmån vuoksi viive-elementti 26 voi olla toteutettu puoli-H-viivelinjalla, esimerkiksi 15 muistielementillå, jolla on puolet viive-elementin 24 muistikapasiteetista ja jota jaksotetaan tai kellotetaan taajuudella, joka on puolet nåytteenottotaajuudesta.

Kuvio 3 havainnollistaa kuviossa 2 esitetyn tyyp-pista adaptiivista kampasuodatinta, joka sisåltåå liså-20 piiriston videosignaalin pystysuuntaisten muutoskohtien aiheuttamien kampas uodatettu j en signaalituotteiden kompen-soimiseksi. Kuviossa 3 ACS:lta 12 saatava signaali kytke-tåån yhden vaaka-aikavålin pituiselle viive-elementille 52 : ja kaistanpååstosuodattimelle 50. Viive-elementin 52 ulos- 25 tulosignaali kytketåån kaistanpååstosuodattimen 54 kautta toiselle yhden vaaka-aikavålin pituiselle viive-elementille 56. Kaistanpååstosuodattimilla 50 ja 54 on pååstokais-tat, jotka on jårjestetty sulkemaan sisåånså sisååntulevan videosignaalin vårikomponentin normaalisti kåyttåmån taa-30 juusspektrin.

Kaistanpååstosuodattimen 54 ulostulo kytketåån vå-hentåjåpiirien 58 ja 60 våhennettåvå-sisååntuloliitåntoi-hin. Viive-elementin 56 ja kaistanpååstosuodattimen 50 ulostulosignaalit kytketåån vastaavasti våhentåjåpiirien 35 60 ja 58 våhentåjå-sisååntuloliitåntoihin. Kaikki kolme 92544 10 våhentåjille 58 ja 60 kytkettyå signaalia ovat kaistan-pååstosuodatettuja. Jos våhentåjåpiirien 58 ja 60 våhen-nettåvå-sisååntuloliitåntåån kytketty signaali vastaa juo-vaa N (kuvio 1C), niin våhentåjien 58 ja 60 våhentåjå-si-5 sååntuloliitåntoihin kytketyt signaalit vastaavasti vas-taavat juovia N+l ja N-l.

Våhentåjå 58 tuottaa nåytteitå, jotka vastaavat juovilta N ja N+l saatujen peråkkåisten pystysuunnassa vierekkaisten nåytteiden vålisia eroja. Vahentåjå 60 tuot-10 taa nåytteitå, jotka vastaavat juovilta N ja N-l saatujen peråkkåisten, pystysuunnassa vierekkaisten nåytteiden vå-lisiå eroja. Våhentåjåpiireiltå 58 ja 60 eronåytteet kyt-ketåån kahdesta-yhteen-multiplekserin 64 vastaaviin si-sååntulosignaalinapoihin. Ekslusiiviselta TAI-piiriltå 22 15 tuleva signaali, jonka taajuus on kaksi kertaa fBC, asettaa multiplekserin 64 vuorotellen kytkemåån nåytteen våhentå-jåpiireiltå 58 ja 60 viive-elementeille 68. Multiplekserin 64 muodostama nåytteiden jono vastaa sitå nåytteiden jo-noa, jonka kuvion 2 våhentåjåpiiri 28 muodostaa, ja tåten 20 edustaa juovaa N vastaavaa, kampasuodatettua vårikom-ponenttia.

Viive-elementti 68 muodostaa kompensoivan viiveen kampasuodatetulle vårisignaalille, niin ettå mukaudutaan jåljellå olevassa selostettavassa piiristosså oleviin kå-25 sittelyviiveisiin. Kampasuodatettu vårisignaali, koska se on kahden signaalin algebrallinen summa, on amplitudiltaan kaksinkertainen. Tåmån vuoksi viive-elementiltå 68 saatava kampasuodatettu signaali on kytketty vaimentimelle 70, joka jakaa signaaliamplitudin kahdella. Jaettu signaali 30 syotetåån vaimentimelta 70 kytkentåpiirin 74 sisååntulo-napaan. Vaihtoehtoinen vårisignaali kytketåån kytkentåpiirin 74 toiseen sisååntulonapaan. Vaihtoehtoinen vårisignaali voi olla johdettu suodattamalla kaistanpååsto-suodattimen 54 muodostama signaali vaakasuuntaisesti suo-35 dattimessa 62. Tåsså tapauksessa vaakasuodatin 62 voi muo-<

II

11 92544 dostaa kapeakaistaisia vårisignaalinåytteitå, jotka vas-taavat vaimentimelta 70 saatavilla olevaa kampasuodatettua kuva-alkiota. Esimerkinomainen vaakasuodatinfunktio H esi-tetåån yhtålollå: 5 H = -l+2Z”p-Z~2p misså Z on tavanomainen Zee-muunnoksen muuttuja ja ylåin-deksi p edustaa yhden nåytteen viivejaksoa. Vaihtoehtoi-sesti vaihtoehtoinen signaali voi yksinkertaisesti olla 10 kaistanpååstosuodatettu signaali, joka on saatavilla suo-dattimelta 54 ja joka on kytketty kytkentåpiirille 74 kom-pensoivan viive-elementin 69 kautta. Esimerkiksi jos kam-pasuodatettu signaali vastaa yhdistettyjå nåytteitå n-u (juovaa N vårten), vaihtoehtoinen vårinåyte vastaa våri-15 nåytettå n (kuvio 1C). Videosignaalikåsittelyn ammattilai-set tulevat ymmårtåmåån, ettå muitakin vuorottelevia våri-signaaleja voidaan johtaa sisååntulevasta videosignaalista ja syottåå kytkentåpiirille 74.

Kytkentåpiiri 74 asetetaan kytkentåsignaalilla K 20 kytkemåån joko kampasuodatettu vårisignaali tai vaihtoehtoinen vårisignaali tai molempien yhdistelmå ulostulo-napaansa vårikomponenttisignaalin tuottamiseksi. Piiriltå 74 saatava vårikomponenttisignaali voi olla våhennetty (våhentåjåpiirisså 82) viive-elementiltå 52 saatavasta 25 viivåstetystå yhdistelmåvideosignaalista valoisuuskompo- nenttisignaalin tuottamiseksi.

Tåmå esimerkinomainen kytkentåpiiri 74 sisåltåå kaskadikytkentånå våhentåjån 76, kertojan 78 ja summaimen 80. Vaimentimelta 70 saatava kampasuodatettu vårisignaali 30 kytketåån våhentåjån 76 yhteen sisååntuloon. Vaihtoehtoi nen vårisignaali kytketåån våhentåjån 76 toiseen sisååntuloon ja summaimelle 80. Ohjaussignaali K, jolla on ni-mellisesti arvoja vålillå 0-1, syotetåån kertojan ohjaus-sisååntuloon. Piirin 74 tuottama ulostulo vastaa yhtåloå 35 (K)Sl+(1-K)S2, misså SI ja S2 ovat vastaavasti kampasuo- • 92544 12 datettu ja vaihtoehtoinen vårisignaali.

Ohjaussignaali K kehitetåån seuraavasti. Nyt vii-tataan kuvioon 1C ja kåsitellaån kampasuodatettua signaa-lia, joka vastaa naytettå n juovalla N. Kampasuodatettu 5 nåyte, joka edustaa kuva-alkiota n, on naytteiden n ja u yhdistelmå. Jos juovien N ja N+l vålillå on pystysuuntai-nen siirtymå, on suuri todennåkoisyys, ettå yhdistetty nåyte tulee olemaan virheellinen, ts. tuo virheen nåytet-tyyn kuvaan. Jos siirtymå on olemassa kuva-alkion n koh-10 dalla juovien N ja N+l vålillå, on hyvin todennåkoistå, ettå tåmå siirtymå ulottuu kuva-alkioiden m ja t sekå kuva-alkioiden o ja v våliselle alueelle. Tållaisten siir-tymien olemassaolo voidaan tåten ilmaista mittaamalla sa-manvaiheisten nåytteiden m, t ja o, v vålinen ero. Nåitå 15 nåytteitå ei hyodynnetå kuva-alkiota n edustavan kampasuo-datetun nåytteen kehittåmisesså, mutta niitå kåytetåån mååritettåesså, voisiko kampasuodatettu nåyte olla virheellinen.

Nyt viitataan jålleen kuvioon 3, jossa våhentåjå-20 piireiltå 58 ja 60 saadut nåyte-erot kytketåån lisåmulti-plekserin 66 vastaaviin signaalisisååntulonapoihin. Multi-plekseri 66 asetetaan ekslusiiviselta TAI-piiriltå 22 saa-tavalla kellosignaalilla, jonka taajuus on kaksi kertaa f8C, muodostamaan niiden nåyte-erojen jono, jotka edustavat 25 vuorottelevia nåyte-eroja, joita multiplekseri 64 ei påås-tå låpi. Toisin sanoen, kun juovaa N edustavat kampasuoda-tetut nåytteet kehitetåån, multiplekserin 66 låpi-pååståmien nåyte-erojen jono johdetaan nåytteistå (1/a) (m,t) (n,c) (o,v) ja (p,c). Multiplekserin 66 tuottavat 30 nåytteet kytketåån K-ohjaussignaalin generaattorille 72, joka kehittåå K-ohjaussignaalin, joka edustaa nykyisen kampasuodatetun signaalin suhteellista hyvyyttå. Esimer-kiksi jos pystysuuntainen siirtymå ilmaistaan tai sitå ei ilmaista, generaattori 72 voi vastaavasti tuottaa ohjaus-35 arvot nolla ja yksi.

li 13 92544

Kuvio 4 on piirikaavio ohjaussignaaligeneraattoril-le 72, joka kehittåå K-ohjaussignaalit, joilla on arvot nolla ja yksi. Tåsså piiristosså multiplekseriltå 66 saa-tavat eronåytteet kytketåån piirielementille 410, joka 5 tuottaa eronåytteiden suuruuden. Nåitå suuruusnåytteitå verrataan vertailuarvoon REF vertailijassa 412, joka tuottaa loogiset arvot yksi ja nolla suuruusnåytteille, jotka vastaavasti ovat suurempia tai pienempiå kuin tama vertai-luarvo. Vertailuarvo valitaan olemaan ainakin yhta suuri 10 kuin nimellinen oletettu kohina-arvo siirtymien vaaran ilmaisun eståmiseksi. Vertailuarvoa voidaan kasvattaa ar-voon, joka edustaa pystysiirtymiå, jotka eivåt tuota kel-vottomia kampasuodatettuja signaaleja, joka arvo voi olla mååritetty subjektiivisesti jokaista tiettyå videosignaa-15 lin kåsittelyjårjestelmåå vårten.

Vertailijalta 412 saatavat ykkos/nolla-arvot kyt- ketåan EIJA-veråjån 418 yhteen sisååntulonapaan ja kaska-diin kytkettyjen viive-elementtien 414 ja 416 sisååntulonapaan. Viive-elementin 416 ulostulo on kytketty EIJA-ve-20 rajån 418 toiseen sisååntuloon. Viive-elementit 414 ja 416 kumpikin muodostavat yhden nåytejakson pituisen nåytevii-veen. Jos vaimentimessa 70 sillå hetkellå muodostettu kampasuodatettu nåyte vastaa nåytteiden (n,u) vålistå eroa, niin yksi/nolla-arvot viive-elementin 414 sisååntulossa ja 25 viive-elementin 416 ulostulossa vastaavat vastaavasti nåytteiden (o,v) ja (m,t) vålisiå eroja. Jos EIJA-veråjå 418 molemmissa sisååntuloissa on looginen "yksi", EIJA-veråjå 418 muodostaa arvon nolla ja kytkentåpiiri 74 tuottaa vaihtoehtoisen vårinåytteen. Muutoin EIJA-veråjå 418 30 tuottaa arvon "yksi" ja piiri 74 tuottaa kampasuodatetun signaalin.

Kuviot 5-8 esittåvåt K-signaaligeneraattorin 72 vaihtoehtoiset suoritusmuodot, joista kukin tuottaa muut-tuvan ohjaussignaalin K, jolla on arvot nollasta yhteen.

35 Nyt viitataan ensin kuvioon 8. Tåsså suoritusmuodossa mul- 92544 14 tiplekseriltå 66 saatavat nåyte-erot kytketåån suuruus-piirille 810, joka muodostaa nåiden erojen suuruuden. Nåmå suuruusarvot kytketåån kaskadiin kytketyille viive-elemen-teille 812 ja 814 ja nåytteen keskiarvoistamispiirin 816 5 yhteen sisååntuloliitåntåån. Viive-elementin 814 ulostu-loon kytketty keskiarvoistamispiiri 816 toiseen sisååntuloliitåntåån, joka piiri tuottaa sen sisååntuloliitån-toihin syotettyjen nåytteiden keskiarvon, esim. nåytteiden (m,t) ja (o,u) erojen suuruuksien keskiarvot. Piirin 816 10 tuottamat keskiarvot syotetåån logiikkapiiristolle 818, joka tuottaa K-ohjaussignaalin. Logiikkapiiristo 818 voi olla sopivasti realisoitu muistielimellå, esimerkiksi lu-kumuistilla (ROM). Keskiarvot kytketåån osoitekoodeina ROMille, joka on ohjelmoitu tuottamaan nåihin keskiarvoi-15 hin liittyvåt K-arvot. ROM voi esimerkiksi olla ohjelmoitu tuottamaan keskiarvojen kåånteisarvo. Vaihtoehtoisesti ROM voi olla ohjelmoitu tuottamaan rajoitettu måårå K-arvoja, jotka liittyvåt keskiarvojen ennalta mååråttyihin aluei-siin. Esimerkiksi jos keskiarvot esitetåån seitsemån bit-20 tisinå nåytteinå, joilla on arvot vålillå 0-127, ROM voi olla ohjelmoitu tuottamaan K-arvot, jotka vastaavat 1, 7/8, 6/8, 5/8, 3/8, 2/8, 1/8 ja 0 (0-15), (16-31), (32- 47), (48-63), (64-79), (80-95), (96-111) ja (112-127).

Kuviot 5, 6 ja 7 ovat vaihtoehtoisia piirejå, jotka 25 tuottavat K-arvot, jotka on suhteutettu vaakasuuntaisten erojen H0 ja yhtålon VD/(VD+HD) pystysuuntaisten erojen (VD) våliseen suhteeseen. Multiplekserin 66 tuottamat arvot ovat pystysuuntaisia eroja. Vaakasuuntaiset erot johdetaan esimerkiksi ottamalla pystysuuntaisten erojen våliset 30 erot.

Kuvion 5 piiri tullaan selostamaan yksityiskohtai-sesti. Kuvioiden 6 ja 7 piiriston toiminta on samanlainen ja on helposti ymmårrettåvisså, kun kuvion 5 piirin toiminta tunnetaan.

35 Kuviossa 5 multiplekseriltå 66 saatavat eronåytteet

II

15 92544 kytketåån kaskadiin kytketyille, yhden nåyteaikavålin pi-tuisille viive-elementeille 510 ja 512, signaalin keskiar-voistajaile 514 ja signaalin eron laskentapiirille 524. Keskiarvoistaja 514 muodostaa kahden eronåytteen (esim.

5 (n-t) ja (o-v)) keskiarvon VD ja eronlaskentapiiri 524 muo dostaa samojen kahden eronåytteen valisen eron HD. Keskiar-vot VD syotetaån suuruudenilmaisimelle 516, joka muodostaa keskiarvon itseisarvon |VD| . Eronlaskentapiirin 524 muodos-tamat erot HD kytketaån suuruudenilmaisimelle 522, joka 10 muodostaa eroarvojen itseisarvon |hd|. Arvot |hd| ja |VD| summataan summainpiirisså 518 signaalin |hd|+|vd| muodosta-miseksi. Ilmaisimelta 516 saatava arvo |VD| jaetaan arvolla IHDI +1VDI jakajassa 520, mikå tuottaa signaalinåytteen IVDI /( IHDI +1VDI), joka on rajoitettu saamaan arvot vålillå 15 nolla ja yksi. Jakajalta 520 saatavat signaalinåytteet kytketaån osoitekoodeina ROMille 526, joka on ohjelmoitu muodostamaan sopiva K-arvo vastaaville osoitearvoille. Huomaa, ettå kuvion 5 piiristo voi olla jårjestetty hieman uudelleen, niin ettå jakaja 520 tuottaa suhteet 20 I Hd| / ( I Hd| +1VDI ). Tåsså tapauksessa ROM 526 tulee olemaan sopivasti ohjelmoitu vastaanottamaan nåmå osoitearvot. Huomaa myos, ettå kummassakin tapauksessa ROMin 526 toi-minta voi olla aikaansaatu vaihtoehtoisella logiikkapii-ristollå.

25 Kuvio 9 on vaihtoehtoinen adaptiivinen kampasuoda- tinpiiri, joka kytkee juovan vuorottelevan kampasuodatetun ulostulon ja erilaisten muiden lisåsignaalien vålillå. Kampasuodatettu vårisignaali, joka tuotetaan kuvion 2 pii-ristollå, on esimerkki juovan vuorottelevasta kampasuoda-30 tetusta signaalista. Kuviossa 9 piirielementit, joita on merkitty samoilla viitenumeroilla kuin kuvion 3 elementit, ovat samanlaisia ja suorittavat samat toiminnot. Tåten multiplekseri 64 tuottaa juovan vuorottelevan kampasuodatetun vårisignaalin ja multiplekseri 66 tuottaa juovan 35 eronåytteiden jonon, jotka eronåytteet eivåt sisålly itse 92544 16 kampasuodatettuun signaaliin.

Nyt viitataan kuvioon 1C ja kåsitellåån kampasuo-datettua signaalia, joka edustaa juovan N kuva-alkiota n. Juovan vuorotteleva kampasuodatin yhdiståa nåytteet n ja 5 u. Jos juovien N ja N+l valilla on pystysuuntaisia siir-tymiå, kampasuodatettu nåyte tulee todennakoisesti olemaan virheellinen. Jos pystysuuntainen siirtymå on olemassa juovien N ja N+l valilla, on hyvin epåtodennåkoistå, ettå pystysuuntainen siirtymå esiintyisi samanaikaisesti juo-10 vien N ja N-l valilla. Taman vuoksi voi olla edullisempaa yhdiståa nåyte n juovalta N-l saadun nåytteen kanssa, esi-merkiksi nåyte a tai nåyte e tai molempien keskiarvo. Huo-maa, ettå nåytteet a ja o on nåytteytetty samassa apukan-toaallon vaiheessa kuin nåyte u. Kuvion 9 piiristo on jår-15 jestetty korvaamaan kampasuodatettu nåyte, esim. n-a tai nåyte n juovan vuorottelevasti kampasuodatetulla nåytteel-lå, esim. n-u, jos juovan vuorottelevasti kampasuodatetus-sa nåytteesså on olemassa todennåkoinen virhe.

Kuviossa 9 kaistanpååstosuodattimelta 50 saatava 20 signaali on kytketty viive-elementeille 910 ja 912 tuot-tamaan samanaikaisesti nåytteet u, t ja s (kuvio 1C). Vii-ve-elementiltå 56 saatava signaali kytketåån viive-elementeille 914 ja 916 muodostamaan samanaikaisesti nåytteet c, b ja a (kuvio 1C). Viive-elementit 912 ja 916 on kytketty 25 multiplekserin 918 vastaaviin sisååntulonapoihin, joka multiplekseri asetetaan ekslusiiviselta TAI-piiriltå 22 saatavalla signaalilla, jonka taajuus on kaksi kertaa f8C, pååståmåån nåyte juovalta n-l låpi, kun multiplekseri 64 on pååståmåsså låpi nåytettå, joka edustaa juovien N ja 30 N+l vålistå eroa, ja påinvastoin. Multiplekserin 918 ulos-tulo on kytketty våhentåjån 920 våhentåjå-sisååntuloon. Våhentåjån 920 våhennettåvå-sisååntulo on kytketty kais-tanpååstosuodattimen 54 ulostuloon. Våhentåjå 920 muodos-taa eron, esim. n-a, samanaikaisesti kun multiplekseri 64 35 muodostaa eron n-u. Våhentåjån 920, multiplekserin 64 ja li 17 92544 kaistanpååstosuodattimen 54 ulostulonåytteet kytketåan multiplekserin 922 vastaaviin signaalisisaåntulonapoihin A, B ja C. Multiplekseri 922 asetetaan ohjauspiirillå 940 pååstamaan lavitseen yhden sen sisååntuloliitånnoisså A, B 5 ja C olevista signaaleista varisignaalin vårinå. Vårisig-naali voi tåmån jålkeen olla yhdistetty yhdistelmå-videosignaalin kanssa valoisuuskomponentin tuottamiseksi kuten kuviossa 3. Huomaa, ettå jokaisella multiplekserilla 922 tulevalla sisåantulosignaalireitillå muodostetaan kom-10 pensointiviiveet multiplekserin 922 kåsittelyviiveen so-vittamiseksi ohjaussignaalin generointipiiristoon.

Multiplekseriltå 922 saatavat ohjaussignaalit ke-hitetåån vuorottelevista eronåytteistå, jotka tuotetaan multiplekserilla 66. Esitetysså esimerkkipiiristossa mul-15 tiplekseriltå 66 saatavat nayte-erot kytketåan piiristolle 924, joka tuottaa loogiset "yksi"-arvot eronåytteille, joiden suuruus ylittåå ennalta mååråtyn kynnysarvon, ja loogiset "nolla"-arvot muulloin. Loogiset yksi/nolla-arvot kytketåan kaskadiin kytketyille viive-elementeille 926-20 930. Oletettaessa, ettå multiplekserillå 922 nykyisin saa- tavilla olevat signaalit vastaavat juovan N nåytettå n, yksi/nolla-arvot, jotka edustavat multiplekseriltå 66 saa-tavia vuorottelevia eronåytteitå, on merkitty viive-ele-menttien 926-930 ulostuloliitåntojen viereen. Viive-ele-25 menteiltå 926 ja 928 saatavat yksi/nolla-arvot, jotka edustavat nykyisen juovan vuorottelevasti kampasuodatetun nåytteen kummallekin puolelle sijoitettuja nåytearvoja, syotetåån JA-veråjån 932 vastaaviin sisååntuloliitåntoi-hin. JA-veråjå 932 muodostaa loogisen "yksi"-ulostuloarvon 30 vain silloin, kun sen molemmat sisååntuloarvot ovat loo-gisia "ykkosiå", ja tuottaa muulloin loogisen "nolla"-ar-von. Jos JA-veråjå 932 tuottaa loogisen "yksi"-arvon, on todennåkoistå, ettå multiplekseriltå 64 saatava juovan vuorottelevasti kampasuodatettu nåyte on virheellinen.

35 Piiriltå 924 ja viive-elementiltå 930 saatavat yk- 92544 18 si/nolla-arvot kytketåån JA-veråjån 934 vastaaviin sisåån-tuloliitåntoihin. JA-veråjålle 934 kytketyt arvot edusta-vat eroja, jotka sijoittuvat juovan nykyisen vuorottele-vasti kampasuodatetun nåytteen molemmille puolille ja jot-5 ka on siirretty kaksi nåyteaikavåliå nykyisestå nåytteestå ja johdettu nykyiseltå juovalta (N) ja viereiseltå (N-l), joka ei sisålly juovan nykyiseen vuorottelevasti kampa-suodatettuun nåytteeseen. JA-veråjå 934 muodostaa loogisen ulostuloarvon "yksi", kun nykyisen juovan ja viereisen 10 juovan, joka ei sisålly juovan nykyiseen vuorottelevasti kåmpasuodatettuun nåytteeseen, vålillå on pystysuuntainen siirtymå.

JA-veråjiltå 932 ja 934 loogiset ulostuloarvot syo-tetåån ohjauslogiikkapiiristolle 940, joka kehittåå oh-15 jaussignaalit multiplekseriå 922 vårten. Jos JA-veråjå 932 muodostaa loogisen arvon nolla, ohjauspiiri 940 asettaa multiplekserin 922 pååståmåån låvitseen multiplekseriltå 64 saatavilla olevan nåytteen. Jos molemmat JA-veråjåt 932 ja 934 muodostavat loogisen arvon yksi, joka ilmoittaa 20 siirtymistå nykyisen juovan ja molempien viereisten juo-vien vålillå, ohjauspiiristo 940 asettaa multiplekserin 922 pååståmåån låvitseen nåytteen, joka on saatavilla kaistanpååstosuodattimelta 54. Lopuksi jos JA-veråjå 932 . muodostaa loogisen ulostulon yksi ja JA-veråjå 934 muodos- 25 taa loogisen ulostulon nolla, mikå ilmoittaa pystysuuntai-sesta siirtymåstå esimerkiksi juovien N ja N+l vålillå ja siirtymån puuttumisesta juovien N ja N-l våliltå, niin ohjauspiiri 940 asettaa multiplekserin 922 pååståmåån låvitseen våhentåjån 926 tuottaman vuorottelevan eronåytteen 30 (esim. n-a).

Kuvion 9 piiristoå voidaan jårjeståå hieman uudel-leen synnyttåmåån korvaava lisåsignaali (vaihtoehto nåyt-teelle n-a). Kåsitellåån kampasuodatettua nåytettå (n-u), joka edustaa juovan N nåytettå n. Nåyte c, joka on vålit-35 tomåsti nåytteen n ylåpuolella on samassa nåytteenotto-

II

19 92544 vaiheessa. Molemmat nåytteet n ja c on johdettu kaistan-pååstosuodattimen 54 kautta ja ovat taten påavarinayttei-tå. Taten jos naytteet n ja c yhdistetåån summaamalla, niiden summa tulee olemaan paåosin vårinåyte. Nåmå kor-5 vaavat naytteet voidaan tuottaa kuvion 9 jårjestelysså korvaamalla våhentåjå 926 summainpiirillå ja kytkemållå multiplekserin 918 sisååntuloliitånnåt A ja B vastaavasti viive-elementin 56 ja kaistanpååstosuodattimen 50 ulos-tuloliitåntoihin (ts. eliminoimalla viive-elementit 910-10 916). Kuvion 9 piiriston jåljellå oleva osa voi jåådå kos- kemattomaksi. Korvaavilla nåytteillå, esim. (n+c), on se etu, ettå ne johdetaan avaruudellisesti vierekkåisistå nåytteistå ja se epåkohta, ettå ne sisåltåvåt suurtaajui-sen valoisuuden. Kåånteisesti korvaavat nåytteet, esim.

15 (n-a), eivåt sisållå oleellisesti lainkaan valoisuuskom- ponentteja, mutta ovat johdetut suhteellisen laajasti ero-tetuista nåytteistå ja saattavat sisåltåå vaakasuuntaisis-ta siirtymistå johtuvia virheitå.

Kuvion 9 piiriston molemmat vaihtoehdot voidaan 20 yhdiståå yhdeksi jårjestelmåksi sopivan ilmaisupiiriston kanssa sen korvaavan nåytteen valitsemiseksi, joka våhiten todennåkoisesti tuo mukanaan virheitå toistettuun kuvaan.

Kuvio 10 havainnollistaa kuviossa 2 esitetyn tyyp-pistå adaptiivista kampasuodatinta ADCslla 12 tuotetun 25 nåytteytetyn videosignaalin kåsittelemiseksi. Kuviossa 10 on esitetty yhteenså kolme erilaista tapaa valoisuussig-naalin Y johtamiseksi ja samalla tavoin kolme erilaista tapaa vårisignaalin C johtamiseksi. Kussakin tapauksessa signaalitiet arvioidaan pystykomponenttien funktiona sen 30 måårittåmiseksi, mikå reitti tuottaa parhaan oletetun sig-naalin erotuksen. Tåmå saavutetaan seuraavassa selostetul-la tavalla kuvion 10 jårjestelyn mukaisesti, jossa valoi-suussignaali Y2H ja vårisignaali C2H vastaavat kuvion 2 signaaleja Y ja C.

35 Kuviossa 10 ADCrlla 12 saatava nåytteytetty ja di- 92544 20 gitoitu sisååntuleva videosignaali tuodaan viive-element-tien 1004 ja 1005 muodostaman sarjapiirin sisaantuloon a'.

Sen keskipisteesså b' signaalia viivåstetåån yhden juovan verran ja ulostulopisteesså c' signaalia viivåstetåån 5 kahden juovan verran. Sisååntulopisteen a' ja keskipisteen b' våliin on kytketty våhennyslaskuaste 1006. Keskipisteen b' ja ulostulopisteen c' våliin on kytketty våhennyslaskuaste 1007. Våhennyslaskuasteiden 1006 ja 1007 ulostulot syotetåån vaihtokytkimen 1008 vastaaviin sisååntuloihin.

10 Vaihtokytkintå ohjataan kytkentåsignaaleilla fsw# joka on suhteutettu nåytteenottotaajuuteen, ja se tuottaa ulostu-loon d' erotetun vårisignaalin. Vårisignaali tuotetaan vahvistimen 1012, jonka vahvistuskerroin on 0,5, kautta kytkentånapaan 1009, misså se on saatavilla digitaalisena 15 vårisignaalina, joka on erotettu valoisuussignaalista. Vårisignaali pisteesså g tuodaan myos våhennyslaskuasteen 1010 yhteen sisååntuloon, jonka asteen toinen sisååntulo on keskipisteestå b' saatava yhdistetty signaali. Kytken-tånavasta 1011 saadaan yhdistetyn signaalin ja vårisignaa-20 lin vålinen ero, mikå tuottaa digitoidun valoisuussignaa-lin, joka on erotettu vårisignaalista. Lisåksi kuviossa 10 on pisteisiin a', b', c' kytketty summainasteet 1013 ja 1014, kuten on esitetty. Summainasteet 1013, 1014 muodos-,, tavat vastaavat signaalit h ja k kuviossa 11 esitetyn tau- 25 lukon mukaisesti.

Kuviosta 11 on ilmeistå, ettå jokaista ulostuloissa h ja k olevaa signaalia kohden esiintyy vuorottelevien nåytteenottoaikavålien aikana puhdas valoisuussignaali. Nåmå signaalit h, k syotetåån vastaavasti interpolointi-30 suodattimille 1015 ja 1016. Nåmå suodattimet, jakamalla nåytteenottotaajuuden kahdella, kåsittelevåt vuorottelevia nåytteitå, joissa on puhdas valoisuussignaali, ja synnyt-tåvåt vålitilanåytteet interpoloinnin kautta. Tållå tavoin muodostetaan kaksi lisåvaloisuussignaalia YD, YU vastaa-35 vasti vasteena ulostuloille h ja k. Vastaavalla tavalla

II

21 92544 vårisignaalit ulostuloista e' ja f lisåksi syotetåån kah-delle interpolointisuodattimelle 1017, 1018 ja muunnetaan siellå samalla tavoin kahdeksi lisåvårisignaaliksi CD ja CU. On ilmeistå, ettå nyt on kåytettåvisså kolme valoi-5 suussignaalia, tarkemmin sanottuna Y2H, YD, YU sekå myos kolme vårisignaalia C2H, CD, CU, jotka eroavat koostumuk-seltaan juovista n-1, n ja n+1. Tamå tarkoittaa ettå nåmå signaalit ovat riippuvaisia kuvassa olevista pystykompo-nenteista, jotka ovat peråkkåisten juovien signaalien vå-10 lisiå eroja.

Nyt mååritetåån pystykomponenttien olemassa olon funktiona mitå nåistå saatavilla olevista kolmesta valoi-suus- ja vårisignaalista pitåisi kåyttåå myohemmåsså sig-naalinkåsittelysså, kuvannåyttåmisesså tai tallentamisessa 15 siten, ettå saadaan paras valoisuus- ja våri-informaation erotus. Valintakriteerinå arvioidaan våhennyslaskuasteiden 1006, 1007 ulostuloissa e', f olevia vårisignaaleja. Nåmå signaalit syotetåån kahdelle alinåytteenottoasteelle 1019, 1020. Nåmå alinåytteenottoasteet suorittavat nåytteenot-20 totaajuuden kahdella jakamalla nåiden signaalien arvioin- nin vain kuvion 11 mukaisten nåytteenottoaikavålien aika-na, joissa niiden amplitudit e', f pystykomponenttien puuttuessa ovat nollia, kuten esimerkiksi vårisignaali ulostulossa e' nåytteenottoaikavålien kaksi ja neljå ai-25 kana. Amplitudit e' ja f arvioidaan asteissa 1019, 1020 ja suodatuksen ja tasasuuntauksen avulla muunnetaan kahdeksi jånnitteeksi, joilla on arvot A' ja B'. Pystykomponenttien låsnåollessa amplitudit A' ja B' eivåt ole nollia, vaan sen sijaan kasvavat pystykomponenttien amplitudia vasta-30 ten. Nåmå jånnitteet syotetåån vertailijapiirille 1021 ja verrataan siellå kynnysarvoon S. Tåmån vertailun funktiona saadaan ulostuloon 1022 asetusarvo, joka suorittaa valin-nan kuvion 10 ulostuloissa olevien valoisuussignaalien ja vårisignaalien vålillå sellaisella tavalla, ettå tiettyjen 35 pystykomponenttien kohdalla tapahtuu optimaalinen erotus.

92544 22

Tama valinta tapahtuu seuraavan saånnon mukaisesti:

Vertailun tulos Valoisuusulostulo Våriulostulo

5 1. A' < S, B' < S Y2H C2H

2. A' > S, A' > B' YD CD

3. B' > S, B' > A YU CU

Tapauksessa 1. pystykomponenteista riippuvat ampli-10 tudit A' ja B' sijaitsevat kynnysarvon S alapuolella. Tama tarkoittaa, ettå signaalissa ei ole merkittåviå pystykom-ponentteja. Talloin kåytetåån signaaleja Y2H ja C2H. Jos tapauksen 2. mukaisesti amplitudi A' sijaitsee kynnysarvon S ylåpuolella ja myos amplitudin B' ylåpuolella, kåytetåån 15 signaaleja YD ja CD. Tåten signaaliasteen ulostulosta, jossa amplitudi A' tai B' on suuri, analogisesti kytketåan toiselle asteelle. Jos tapauksen 3. mukaisesti amplitudi B' sijaitsee kynnysarvon S ylåpuolella ja amplitudin A' ylåpuolella, kåytetåån vastaavasti signaaleja YU ja CU.

20 Alhaisten pystykomponenttien aikana, jolloin amplitudit A' ja B' ovat pieniå, piiri toimii ilman ettå signaaleja CU, CD, YU, YD kåytetåån.

Sovittamalla piiri kussakin tapauksessa esiintyviin pystykomponentteihin saavutetaan merkittåvåsti parempi 25 signaalin erotus ja parannettu kuvanåytto.

Vaikka selostus on tåsså tehty kuvioissa 2-11 ha-vainnollistettuun piiristoon viitaten ja pååasiallisesti PAL-videonåytteiden avulla, videosignaalikåsittelyn ammat-tilaiset ymmårtåvåt, ettå nåmå ajatukset ovat yhtålailla 30 sovellettavissa NTSC-videosignaaleihin ja ettå patentti-vaatimuksia tåytyisi tarkastella tåsså valossa.

II

Claims (14)

92544 23

1. Kampasuodatinlaite, joka kåsittSå: signaalisisååntulonavan (10) sisåSntulevan video- 5 signaalin tuottamiseksi; ensimmåisen vålineen (24, 26), joka on kytketty mainittuun signaalisisååntulonapaan muodostamaan samanai-kaisesti videosignaalit kolmelta perakkSiselta vaakajuo-valta, jotka nimetåån ylimmåksi, keskimmaiseksi ja alim-10 maksi juovaksi; ja kytkentSvalineen (32), jolla on mainituille ylim-mMlle ja alimmalle juovalle ja ulostulolle vasteelliset siså&ntulot, tunnettu signaalin yhdistSmisvåli-neestå (28), joka on kytketty mainitun kytkentåvålineen 15 ulostuloon ja joka on vasteellinen mainitulle keskimmai- selle juovalle kampasuodatetun signaalin muodostamiseksi, joka signaali sisaltåå keskimmaiseltå juovalta saadun vi-deosignaalin vuorotellen yhdistettynå saSnnollisin aikavå-lein, jotka ovat pienempia kuin juova-aikavSli, mainituil-20 ta ylimmaita ja alimmalta juovalta saatuihin videosignaa-leihin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kampasuodatinlaite, jossa sisååntuleva videosignaali sisåltåå vårikom-ponentin, jolla on kantoaalto, jonka taajuus on fc ja joka 25 on moduloitu vari-informaatiolla, tunnettu siitå, ettå mainittu yhdiståmisvSline (28) vuorotellen yhdiståå keskimmåisiltå juovilta saatavan videosignaalin ylimmiltå ja alimmilta juovilta saataviin videosignaaleihin taajuu-della, joka on mainitun taajuuden fc monikerta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kampasuodatin laite videosignaalin suodattamiseksi, joka videosignaali sisSltåå kantoaaltosignaalin, jolla on taajuus fc ja joka on kvadratuurimoduloitu ensimmåiselle ja toiselle akselil-le ensimmåisellå ja toisella vSrikomponentilla (I, Q tai • 24 92544 UV), tunnettu: nåytteenottovålineestå (12-18), joka on kytketty mainittuun signaalisisååntulonapaan videosignaalin nåyt-teyttåmiseksi taajuudella, joka on yhta suuri kuin maini-5 tun kantoaaltosignaalitaajuuden monikerta ja aikavålein, jotka sijaitsevat oleellisesti 45° kulmissa mainittuihin ensimmåiseen ja toiseen akseliin nåhden, videosignaa-linSytteiden tuottamiseksi; siitå, etta mainittu ensimmåinen våline (52-56) on 10 kytketty nåytteenottovålineeseen (12-18) samanaikaisesti tuottamaan mainitut videosignaalinåytteet videosignaalin kolmelta peråkkåiseltå vaakajuovalta, jotka nimetåån ylim-måksi, keskimmåiseksi ja alimmaiseksi juovaksi; ja siitå, etta yhdiståmisvåline (58, 60, 64) tuottaa juovaa 15 vuorottelevan kampasuodatetun videosignaalin, joka sisål-taå keskimmaiselta juovalta saadut videosignaalinaytteet vuorotellen yhdistettyina ylimmaita ja alimmalta juovalta saatuihin videosignaalinåytteisiin.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kampasuodatin-20 laite, tunnettu siita, etta mainittu yhdiståmisva-line (66) muodostaa myos sellaisten nåytteiden jonon, jotka edustavat keskimmaiselta juovalta saatavien videosig-naalinaytteiden ja ylimmaita ja alimmalta juovalta saatu-jen vuorottelevien nåytteiden vålisia eroja sijoitettuna * 25 mainittujen videosignaalinåytteiden våliin, jotka sisålty- våt mainittuun juovaa vuorottelevaan kampasuodatettuun videosignaaliin; ja vålineestå (50, 910-920), joka on kytketty signaa-lisisååntulonapaan korvaavan videosignaalin synnyttåmisek- 30 si, sekå vålineestå (924-940), joka reagoi mainittuun nåytteiden jonoon måårittåen virheiden mahdolliset esiintymi-set mainitussa juovaa vuorottelevassa kampasuodatetussa videosignaalissa ja korvaten (922) sen mainitulla korvaa-35 valla videosignaalilla. li 25 92544

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kampasuodatin-laite, jossa videosignaali tayttåå PAL-standardit, t u n-n e t t u vålineestå (16), joka on kytketty signaalisisååntu-5 lonapaan PAL-kytkinsignaalin synnyttamiseksi, jolla on en-simmåinen ja toinen tila, jotka ilmoittavat yhden våri-komponentin suhteellisen vaiheen; ja ettå mainittu yhdiståmisvåline (58, 60, 64) reagoi tåhån PAL-kytkinsignaaliin sen maårittamiseksi, mikå ylim-10 måltå ja alimmalta juovalta saatavista videosignaalinåyt-teistå yhdistetåån keskimmåiseltå juovalta saataviin vi-deosignaalinåytteisiin.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kampasuodatin-laite, tunnettu siitå, ettå mainittu yhdiståmisvå- 15 line (66) muodostaa myos sellaisten nåytteiden sekvenssin, jotka edustavat keskimmåiseltå juovalta saatavien video-signaalinåytteiden ja ylimmåltå ja alimmalta juovalta saatavien vuorottelevien nåytteiden vålisiå eroja sijoitettu-na mainittujen videosignaalinåytteiden våliin, jotka si-20 såltyvåt mainittuun juovaa vuorottelevaan kampasuodatet-tuun videosignaaliin; ja vålineestå (50, 910-920), joka on kytketty signaa-lisisååntulonapaan korvaavan videosignaalin synnyttamiseksi, sekå 25 vålineestå (924-940), joka reagoi mainittuun nåyt teiden jonoon måårittåen virheiden mahdolliset esiintymi-set mainitussa juovaa vuorottelevassa kampasuodatetussa videosignaalissa ja korvaten (922) sen mainitulla korvaa-valla videosignaalilla.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kampasuodatin- laite, tunnettu siitå, ettå mainittu yhdiståmisvåline kåsittåå: ensimmåisen (58) ja toisen (60) våhentåjåpiirin, joilla on vastaavat våhennettåvå-sisååntulonavat, jotka on 35 kytketty vastaanottamaan keskimmåiseltå juovalta saatavat 1“ 92544 26 videosignaalinåytteet, vastaavat våhentåjå-sisååntulona-vat, jotka on kytketty vastaanottamaan alimmalta ja ylim-måltå juovalta vastaavasti saatavat videosignaalinåytteet, sekå vastaavat ulostulonavat; 5 ensimmåisen multiplekserin (64), jolla on ensimmåi- nen ja toinen sisååntulonapa, jotka on kytketty ensimmåi-sen ja toisen våhentåjåpiirin ulostulonapoihin, ohjaus-sisaantulonapa sekå ulostulonapa mainitun juovaa vuorotte-levan kampasuodatetun signaalin muodostamiseksi; 10 toisen multiplekserin (66), jossa on toinen ja en- simmåinen sisååntulonapa, jotka on kytketty ensimmåisen ja toisen våhentåjåpiirin ulostulonapoihin, ohjaussisååntu-lonapa sekå ulostulonapa mainitun nåytteiden jonon muodostamiseksi; 15 vålineen (XORZZ), joka on kytketty vastaanottamaan PAL-kytkinsignaali ohjaussignaalin muodostamiseksi ensimmåisen ja toisen multiplekserin ohjausisåantulonapoihin, jolloin ohjaussignaalilla on taajuus, joka on yhtå suuri kuin puolet nåytteenottotaajuudesta, ja suhteellinen vai-20 he, jonka PAL-kytkinsignaalin tila mååråå.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kampasuodatin-laite, tunnettu siitå, ettå mainittu våline mah-dollisten virheiden måårittamistå vårten ja korvaamista vårten kåsittåå: 25 vålineen (922), joka on kytketty vastaanottamaan juovaa vuorotteleva kampasuodatettu videosignaali ja mainittu korvaava videosignaali ja joka reagoi ohjaussignaa-liin juovaa vuorottelevan kampasuodatetun signaalin ja korvaavan videosignaalin yhdiståmiseksi suhteellisella 30 tavalla; vålineen (924), joka on kytketty vastaanottamaan mainittu nåytteiden jono ensimmåisen arvon kehittåmiseksi, joka edustaa niiden juovien vålistå pystysiirtymåå, joista nåytteet nykyistå kampasuodatettua nåytettå vårten on joh-35 dettu; 27 92544 vålineen (926-930), joka on kytketty vastaanotta-maan mainittu nåytteiden jono toisen arvon kehittåmiseksi, joka edustaa vaakasiirtymåå, joka tapahtuu låhinnå nåytet-tå, jota vårten nykyinen kampasuodatettu nåyte tuotetaan; 5 ja valineen (940), joka on kytketty vastaanottamaan mainittu ensimmåinen ja toinen arvo mainitun ohjaussignaa-lin muodostamiseksi, joka edustaa yhtå mainituista ensim-måisestå ja toisesta arvosta jaettuna mainittujen ensim-10 måisen ja toisen arvon summalla; ja valineen mainitun ohjaussignaalin kytkemiseksi mai-nitulle suhteellisella tavalla yhdiståvålle vålineelle.

9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kampasuodatin-laite, tunnettu siitå, ettå våline mahdollisten 15 virheiden måårittåmistå vårten ja korvaamista vårten kå- sittåå: valineen (922), joka on kytketty vastaanottamaan juovaa vuorotteleva kampasuodatettu videosignaali ja mainittu korvaava videosignaali ja joka reagoi ohjaussignaa-20 liin kampasuodatetun videosignaalin ja korvaavan videosig-naalin yhdiståmiseksi suhteellisella tavalla; valineen (510-526), joka on kytketty vastaanottamaan mainittu nåytteiden jono mainitun ohjaussignaalin synnyttåmiseksi keskimmåisen ja ylimmån juovan vålisiå 25 eroja edustavan sekvenssin nåytteiden suuruuden funktiona suhteessa keskimmåisen ja alimmaisen juovan vålisiå eroja edustavan sekvenssin nåytteiden suuruuteen.

10. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kampasuodatin-laite, tunnettu siitå, ettå kampasuodatin lisåksi 30 sisåltåå vålineen (50, 910-920) keskimmåiseltå juovalta saatavan videosignaalin yhdiståmiseksi yhdeltå mainituista ylimmåstå ja alimmasta juovasta saatuun videosignaaliin mainittua keskimmåistå juovaa edustavan kampasuodatetun lisåsignaalin muodostamiseksi, ja ettå se sisåltåå våli-35 neen, joka reagoi keskimmåiseltå juovalta saatavaan vi- 92544 28 deosignaaliin ja mainitulta yhdeltå mainituista ylimmåstå ja alimmasta juovasta saatuun videosignaaliin yhden mainituista kampasuodatetusta signaalista ja kampasuodatetusta lisåsignaalista valitsemiseksi kampasuodatetuksi ulostu-5 losignaaliksi.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen kampasuodatin-laite, tunnettu siitå, ettå kampasuodatin lisaksi sisåltåå vålineen (918) keskimmåiseltå juovalta saadun signaalin ja mainitulta yhdeltå mainituista ylimmåstå ja 10 alimmasta juovasta saadun signaalin yhdiståmiseksi vielå yhden keskimmåistå juovaa edustavan kampasuodatetun li-såsignaalin muodostamiseksi, ja vålineen, joka reagoi mai-nituilta ylimmåltå, keskimmåiseltå ja alimmalta juovalta saatuihin videosignaaleihin yhden mainituista kampasuoda-15 tetusta signaalista, kampasuodatetusta lisåsignaalista ja vielå yhdestå kampasuodatetusta lisåsignaalista valitsemiseksi ulostulosignaaliksi.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen kampasuodatin-laite, tunnettu siitå, ettå mainittu våline (74), 20 joka yhdiståå keskimmåiseltå juovalta saadun videosignaa- lin ja mainitulta yhdeltå mainituista ylimmåstå ja alimmasta juovasta saadun videosignaalin muodostaen mainitun kampasuodatetun lisåsignaalin, muodostaa vuorottelevasti saatavilla olevien nåytteiden yhdistettyjå nåytteitå ja 25 sisåltåå interpolointivålineet vålinåytteiden synnyttåmi- seksi.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen kampasuodatin-laite, tunnettu siitå, ettå mainittu våline, joka reagoi ylimmåltå, keskimmåiseltå ja alimmalta juovalta 30 saatuihin videosignaaleihin yhden mainituista kampasuoda tetusta signaalista, kampasuodatetusta lisåsignaalista ja vielå yhdestå kampasuodatetusta lisåsignaalista valitsemiseksi, sisåltåå: ensimmåisen vålineen (58) ensimmåisen erosignaalin 35 muodostamiseksi, joka edustaa ylimmåltå ja keskimmåiseltå II 29 92544 juovalta saatujen videosignaalien amplitudien eroa; toisen vålineen (60) toisen erosignaalin muodosta-miseksi, joka edustaa keskimmåiseltå ja alimmaiselta juovalta saatujen videosignaalien amplitudien eroa; 5 vålineen (924) kynnysarvon muodostamiseksi; ja vålineen (922, 926-940) ensimmåisen ja toisen erosignaalin ja kynnysarvon vertaamiseksi ja mainitun kam-pasuodatetun signaalin valitsemiseksi, jos ensimmåinen ja toinen erosignaali ovat pienempiå kuin kynnysarvo, kam-10 pasuodatetun lisåsignaalin valitsemiseksi, jos ensimmåinen erosignaali on suurempi kuin sekå toinen erosignaali ettå kynnysarvo, ja mainitun vielå yhden kampasuodatetun lisåsignaalin valitsemiseksi, jos toinen erosignaali on suurempi kuin sekå ensimmåinen erosignaali ettå kynnysarvo.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kampasuodatin- laite, tunnettu siitå, ettå mainittu våline, joka samanaikaisesti muodostaa videosignaalit kolmelta peråk-kåiseltå vaakajuovalta, sisåltåå ensimmåisen nåytteytetyn datan viivelinjan (24) nåytteiden tallentamiseksi ennalta 20 mååråtyllå nopeudella ja toisen nåytteytetyn datan viivelinjan (26), jolla on puolet ensimmåisen nåytteytetyn datan viivelinjan tallennuskapasiteetista ja joka toimii puolella mainitusta ennalta mååråtystå taajuudesta, sekå vålineen toisen nåytteytetyn datan viivelinjan kytkemisek-25 si ensimmåiseen nåytteytetyn datan viivelinjaan. 30 92544